从传统JPEG到新一代图像压缩技术的革新之路
JPEG压缩算法的新演进
从传统JPEG到新一代图像压缩技术的革新之路
history JPEG压缩算法基本原理与局限性
JPEG（Joint Photographic Experts Group）是最广泛使用的图像压缩格式，采用有损压缩技术，通过离散余弦变换(DCT)、量化和熵编码实现压缩。但其局限性在于压缩率与画质难以平衡，高压缩率下会出现马赛克效应和振铃效应，且不支持透明通道和动画。
timeline JPEG压缩算法的演进历程
基于小波变换，提供更好的压缩效率和图像质量，但复杂度高，未广泛普及
微软开发，支持HDR和宽色域，但专利限制和兼容性问题阻碍普及
JPEG委员会推出，全面功能支持，向后兼容，压缩率提升20-30%
谷歌推出，压缩率提升35%，完全兼容现有JPEG编解码器
new_releases 新一代JPEG格式的技术特点
由JPEG委员会推出的下一代图像格式，旨在成为JPEG的”完全体”，具有全面的功能和向后兼容性。
谷歌推出的新型JPEG压缩技术，在保持兼容性的同时大幅提升压缩效率，部分技术借鉴自JPEG XL。
基于小波变换的图像压缩标准，提供更好的压缩效率和图像质量，获得2015年技术和工程艾美奖。
微软开发的图像格式，支持高动态范围(HDR)和宽色域，旨在解决传统JPEG的局限性。
compare 新一代JPEG格式比较
| 格式 | 压缩率 | 图像质量 | 功能特性 | 兼容性 | 应用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| JPEG XL | 比JPEG高20-30% | 优秀 | 最全面 | 逐渐增加 | 网页、专业摄影 |
| Jpegli | 比JPEG高35% | 优秀 | 基本功能 | 完全兼容 | 网页优化 |
| JPEG 2000 | 比JPEG高 | 优秀 | 中等 | 有限 | 专业领域 |
| JPEG XR | 比JPEG高 | 良好 | 中等 | 有限 | Windows生态 |
trending_up 应用场景与未来趋势
JPEG XL和Jpegli可显著减少网页图片加载时间，提升用户体验，节省带宽
高压缩率与高画质平衡，支持HDR和宽色域，满足专业摄影需求
减少存储空间占用，降低带宽成本，提高图片传输效率
节省存储空间，减少数据流量，加快图片加载速度
JPEGli：新一代JPEG压缩技术详解
Google推出的高效JPEG压缩技术，兼容现有生态，大幅提升压缩效率
info 基本介绍
JPEGli是Google于2024年推出的新一代JPEG压缩技术，在保持与现有JPEG编解码器完全兼容的同时，通过优化压缩算法，实现了高达35%的压缩率提升。JPEGli结合了传统JPEG的普及性和新一代压缩技术的高效性，为图像压缩领域带来了革命性突破。
Jpegli是一项很有前途的新技术，有潜力让互联网变得更快、更美丽。
— Google官方公告
code 技术原理与创新点
采用更智能的量化策略，根据图像内容自适应调整量化参数，在保持视觉质量的同时减少文件大小。借鉴自JPEG XL参考实现的自适应量化启发式。
优化量化矩阵设计，更好地适应人眼视觉特性，减少压缩过程中重要视觉信息的损失。改进的量化矩阵选择策略。
支持8位和10位以上格式的处理，提供更精确的色彩表示，减少色彩量化误差。相比传统8位JPEG，10+位色阶超过64倍。
采用先进的降噪技术，有效去除压缩噪声，同时保留图像的重要细节和纹理。执行精确且符合心理视觉特性的计算。
compare 与传统JPEG比较
| 特性 | JPEGli | 传统JPEG |
|---|---|---|
| 压缩率 | 高（提升35%） | 中等 |
| 图像质量 | 更优（相同文件大小） | 标准 |
| 兼容性 | 完全兼容 | 广泛兼容 |
| 色彩精度 | 支持8位和10位以上 | 主要支持8位 |
| 压缩速度 | 略慢 | 较快 |
| 解压速度 | 相同 | 标准 |
stars 核心优势
生成的文件可被任何标准JPEG解码器读取，无需更改现有基础设施，提供与libjpeg-turbo和MozJPEG的API/ABI兼容性。
在相同图像质量下，文件大小比传统JPEG小35%，大幅节省存储和带宽。在2.8 BPP比特率下展现的图像质量优于libjpeg-turbo在3.7 BPP下的画质。
在相同文件大小下，图像质量显著提升，减少压缩伪影和振铃效应，图像看起来更清晰，可观察到的失真更少。
基于开源libjpeg-turbo，易于集成到现有应用和系统中。编码速度与传统方法相当，不会牺牲额外的编码性能或内存使用。
apps 应用场景与未来展望
显著减少网页图片加载时间，提升用户体验，节省带宽成本。未来可能使WebP格式变得不再必要。
减少存储空间占用，降低带宽成本，提高图片传输效率，为云服务提供商和用户节省资源。
在保持高质量的同时减少存储需求，适合移动设备和专业摄影，支持更高动态范围的影像输出。
与JPEG XL技术进一步融合，提升压缩效率，拓展更多应用场景，成为JPEG格式的真正继任者。