JPEG

Farbraum-Umwandlung

Obwohl die Umwandlung der Farbräume einer Vorkompression der Daten gleichkommt, ist sie nicht Bestandteil des JPEG-Verfahrens. Dieses ist explizit unabhängig von Farbräumen definiert.

Für Bilder, die auf einem Computermonitor dargestellt werden sollen, bietet sich das RGB-Schema an. Dabei wird das Bild in drei Einzelbilder mit den Farbkomponenten Rot, Grün und Blau zerlegt. Wie in Abbildung 1 ersichtlich, enthält das G-Teilbild mehr sichtbare Informationen, als die beiden anderen Kanäle. Dies ist in der Physiologie des Sehapparates begründet, der für die Farbe Grün besonders empfindlich ist.

Durch eine mathematische Berechnung kann der Informationsgehalt eines Kanals zu Lasten der verbleibenden Kanäle (oder Teilbilder) noch weiter erhöht werden.

Alternativ zur RGB-Darstellung bietet sich das YUV-Schema an. Dabei wird fast die gesamte Helligkeitsinformation (somit auch der Kontrast) in einem Y-Kanal konzentriert, der Luminanz-Kanal genannt wird. Die Farbinformation steckt in den U- und V-Kanälen (bzw. Teilbildern), den Chrominanz-Kanälen.

Wie in Abbildung 2 zu erkennen ist, enthält der Y-Kanal die meisten Bildinformationen. Es ist daher einleuchtend, dass ein besseres Kompressionsergebnis erzielt wird, wenn der Y-Kanal möglichst schonend und die beiden Chrominanz-Kanäle stärker komprimiert werden.

Einige JPEG-Programme gestatten in der Sub-Sampling -Option dem Anwender die Möglichkeit, diese Kompressions-Parameter zu beeinflussen: Die Luminanz bleibt dabei in der vollen Auflösung (1:1), die Chrominanz-Kanäle werden um Faktor 2 in der Horizontalen 2:1 oder 1:1 vertikal reduziert. In der JPEG-Terminologie wird dies RGB 4:4:4, YUV 4:2:1 oder YUV 4:2:2 genannt. Dieser Schritt verkleinert ohne Qualitätsverluste das Datenvolumen vorab um Faktor zwei oder drei.