Format JPG - C`est ici que cela se passe

Maxime Pihoué
Maillard Victor
Format JPG
Photographic Experts Group, JPEG ou JPG est un format d'image compressé dont
la norme officielle a été crée en 1992 après un peu moins de 20 ans de recherche. Les
images utilisant ce format ont une mauvaise résolution car le format JPG compresse les
images. L’extension est .jpg ou .jpeg.
I)
Qu'est-ce que le format JPG ?
Le format JPG est un format d'image qui compresse une image afin de la rendre
moins lourde. La principale caractéristique de ce format est son fort taux de compression.
On peut distinguer deux types de format JPG :
-JPG classique :
C'est le type de format JPG ayant le plus fort taux de compression. En effet, son
taux de compression est de 3 à 100%. Ce format engendre une perte d'information de
l'image (couleur, résolution, …). Une fois l'image compressés en JPG, on ne peut plus la
décompressé.
-JPEG-LS :
JPEG-LS est le nom de la norme correspondant à une certaine catégorie du format
JPG. Ce type de format JPG ne provoque pas de perte d'information, donc le taux de
compression est beaucoup plus faible que le format JPG classique. En effet, il a un taux
de compression de 2 à 8%.
Quelque années après est apparu le format JPEG 2000. C'est une amélioration des
formats JPG précédent. L'avantage de ce format est que pour un même poids de fichier, la
résolution est nettement mieux conservée. De plus, ce format est doté d'une résistance
aux erreurs lors des codages et des transmissions. La compression d'une image en JPEG
2000 est quasiment la même que pour la compression en JPEG classique ou -LS. Lors du
processus de la compression en JPEG 2000, la deuxième étape constitue la transformée
en ondelette qui est l'équivalent du sous échantillonnage pour la compression en JPG
classique et -LS. Les couleurs sont modifiés à l'aide de filtre pour obtenir des couleurs
avec un fort taux de compression.
II)
A quoi ça sert ?
Ce format a pour but de compresser l'image pour la rendre moins lourde afin de
faciliter l'échange de ces images par mail par exemple. En effet, pour une image JPG
800x600 de faible qualité, sa taille sera seulement d'une dizaine de Ko contre plusieurs
Mo pour une image BMP équivalente. Cependant, les images JPG, au vue de leur forte
compression, sont très dégradées et il vaut mieux parfois choisir un format d'image qui
prend un peu plus de place mais avec une meilleure résolution. Le format PNG semble
idéal pour cela. Cependant, ce format n'est pas adapté partout. Etant donné que le format
JPG a pour premier objectif de réduire le poids des images au détriment de leur qualité, ce
format ne convient pas aux domaines ou la précision et la qualité doivent être considérées
en premier. Par exemple, ce format n'est pas adapté dans le domaine médical.
Format PNG
Format JPG
III) Comment fonctionne la (dé)compression du format JPG ?
1) Compression en JPG
La compression d'une image en format JPG se fait grâce à un processus :
-Transformation de couleur :
Tout d'abord, les couleurs de l'image vont être transformés par des couleurs ayant
un fort taux de compression.
-Sous-échantillonnage :
Ensuite, on lui applique un sous échantillonnage. Les parties qui ont a peu près la
même teinte vont se rassembler en une plus grosse partie. Cette partie aura la couleur
ayant le plus fort taux de compression correspondant aux teintes des parties initiales.
C'est le sous-échantillonnage.
-Découpage en blocs de pixels :
Après, l'image est séparé en groupe de 64 sous pixels, diminuant ainsi la
résolution.
-Transformée DCT (Discrete Cosine Tranform) :
L'image séparée en plusieurs blocs, on peut numériser chaque blocs grâce à la
variante de la transformée de Fourier (DCT). Chaque blocs est ainsi caractérisé par une
carte de fréquence et d'une amplitude.
-Quantification :
Ensuite viens l'étape de la Quantification. Cette étape permet de compresser et de
diminuer les valeurs numérique de chaque blocs de l'image mise en place par la
transformée de Fourier.
-Codage RLE et Huffman :
Enfin, les valeurs numériques de chaque blocs sont encore compressées grâce à
différents codages. Tout d'abord, elles subissent le RLE (run-length encoding) qui
compresse légèrement les valeurs numériques en diminuant le nombre de bits. Ensuite,
les bits obtenus avec le codage RLE sont encore une fois compressés suivant leur
fréquence d'apparition grâce au codage Huffman. Ces codages ne causent pas de pertes.
Les images JPEG-LS utilisent une variante du codage Huffman pour leur compression.
2)
Décompression d'une image JPG
La décompression d'une image de format JPG ne fonctionne qu'avec le type de
format JPG de norme JPEG-LS qui a un taux de compression de 2 à 8%. La
décompression remonte la chaîne du processus de compression.
-Décodage RLE et Huffman :
Tout d'abord les valeurs numériques compressées par ces codages sont
décompressés.
-Déquantification :
Ensuite, l'image JPG subit une quantification inverse. Les valeurs numérique sont
décompresser.
-Transformée DCT inverse (Discrete Cosine Tranform) :
Ensuite, les valeurs numérique sont rétablies en blocs correspondant à une partie
de l'image.
-Regroupement en blocs de pixels :
Après, les blocs de pixels sont rassemblés provoquant une plus grande résolution.
-Sur-échantillonnage :
Ensuite, on applique un sur-échantillonnage sur l'image. Les couleurs sont partagés
en plusieurs couleurs de différentes teintes rendant l'image plus fidèle à l'originale au
niveau des couleurs.
-Transformation de couleur :
Enfin, les couleurs vont encore être transformées. Chaque blocs de couleurs mise
en place par le sur-échantillonnage va être transformée par la couleur de l'image originale.
Le format JPG est très pratique car il ne prends pas beaucoup de place mais
l'image est cependant très dégradé. Ce format doit être amélioré (plus de résolution pour
un même poids de fichier) si il veut prospérer d'autant plus que d'autre format d'image ont
une qualité et résolution nettement meilleurs pour un poids, certes, plus élevé mais tout de
même raisonnable. Des améliorations sont en cours ou ont été faite comme le format JPG
2000 pour que le format JPG reste compétitif.