Dlaczego pliki JPEG rozmazują się na czerwono bardziej niż inne kolory?

Próbuję dowiedzieć się, dlaczego kompresja JPEG powoduje szum w widmie czerwonym, które jest większe i bardziej niewyraźne w odniesieniu, powiedzmy, do widma niebieskiego. Widziałem to pytanie i nie szukam obejścia; Chcę tylko wiedzieć, dlaczego czerwony jest bardziej podatny na zniekształcenia podczas kompresji.

To zachowanie jest bardzo widoczne na obrazach „kampanii politycznej” (gdzie obraz jest renderowany na czerwono, niebiesko i z odcieniem jasnobrązowym), ale jest również widoczny gdzie indziej. Oto przykład:
Zwróć uwagę na granicę wzdłuż czerwonej strony?

Wszystko, co powiedział @Scott, jest prawdą, ale dla lepszego zrozumienia DLACZEGO, dlaczego nawet RED wydaje się wyglądać gorzej, kieruję cię do tej informacji (podkreślenie moje i edytowane dla przepływu)

JPEG ... jest przeznaczony do kompresji pełnokolorowych lub w skali szarości obrazów naturalnych, rzeczywistych scen [i] jest algorytmem kompresji stratnej ...

Pliki JPEG najlepiej nadają się do obrazów o ciągłym odcieniu, takich jak zdjęcia lub naturalne dzieła sztuki; nie tak dobrze w sztuce o ostrych krawędziach lub płaskich kolorach, takich jak litery, proste kreskówki lub rysunki liniowe . Pliki JPEG obsługują 24-bitową głębię kolorów lub 16,7 miliona kolorów.

JPEG jest właściwie tylko algorytmem kompresji, a nie formatem pliku. JPEG został zaprojektowany w celu wykorzystania pewnych właściwości naszych oczu, a mianowicie tego, że jesteśmy bardziej wrażliwi na powolne zmiany jasności i koloru niż na szybkie zmiany na niewielką odległość .

Chociaż pliki JPEG są zwykle najlepszym wyborem do zdjęć, na monitorach 8-bitowych są one wymuszone do 8-bitowej palety. Kompresja JPEG jest traktowana jako dane 24-bitowe (8-bitowe dla szarości), niezależnie od kolorów w oryginalnym obrazie. Dlatego jeśli zmniejszysz obraz z 24-bitowego na 8-bitowy przed kompresją JPEG, współczynnik kompresji faktycznie się pogorszy, podobnie jak ogólna jakość .

Kompresja JPEG wprowadza zakłócenia do obszarów o jednolitym kolorze, które mogą zniekształcać, a nawet rozmazać grafiki o płaskich kolorach. Właśnie dlatego pliki JPEG nie nadają się dobrze do grafiki lub tekstu o ostrych krawędziach . JPEG może zmniejszyć obraz 24-bitowy 900K do 45K (wysoka jakość) lub 30K (średnia jakość), współczynnik od 20: 1 do 30: 1. Jednak w przypadku plików JPEG im bardziej kompresujesz, tym więcej tracisz definicji krawędzi i ostrości . Pliki JPEG również nie obsługują przezroczystości.

Należy zauważyć, że zapisanie grafiki do formatu JPEG z kompresją powinno być ostatnim krokiem. KompresjaEfekty kumulują się. Oznacza to, że za każdym razem, gdy zapisujesz plik JPEG, kompresujesz go dalej, a tym samym odrzucasz dane (szczegóły fotograficzne), których nie możesz odzyskać .

Teraz szczegóły super techniczne, które wyjaśniają występowanie CZERWONEGO (co w rzeczywistości jest podstępem dla oka), które warto przeczytać te informacje (ponownie nacisk jest mój)

Punktem wyjścia kompresji JPEG są piksele w podstawowych kolorach czerwonym, zielonym i niebieskim , które w przypadku stratnej kompresji nie są optymalnie dostosowane. Przed faktyczną kompresją wystarczy przekonwertować kolory RGB, na przykład w modelu YCrCb, w którym pierwszy kanał przechowuje informacje o czystej jasności (Y), czyli średnią jasność kanału czerwonego, niebieskiego i zielonego. Sklepy w drugim kanale to odchylenie czerwonego kanału o średniej jasności , aw trzecim kanale odchylenie kanału niebieskiego. Wartość zielonego kanału można na tej podstawie obliczyć i nie trzeba go specjalnie rejestrować. Po oddzieleniu jako składników luminancji (jasności) i chrominancji (koloru), można zmniejszyć rozdzielczość dwóch kanałów chrominancji do połowy lub jednej czwartej, tak jak dla ostrość nie ma znaczenia. Kora wzrokowa ludzi zawiera niezależne systemy postrzegania kolorów i kształtów, a ślepy na kolory i tak zignorowałby granice kolorów poprzedniej dokładnej rozdzielczości , system wykrywania kolorów działa ponownie z trzy do czterech razy niższą rozdzielczością niż forma uznanie.

Mam nadzieję, że pomoże Ci to lepiej zrozumieć wszystko, co się dzieje.

JPG jest metodą kompresji stratnej . Oznacza to, że za każdym razem, gdy zapisujesz obraz jpg, dane są wyrzucane w celu zapisania rozmiaru pliku (kb). Ważne jest, aby zdawać sobie sprawę, że ta utrata danych zdarza się za każdym razem , gdy zapisujesz plik JPG. Więc jeśli otworzysz plik jpg, zapisz go jako plik jpg, w którym wyrzuciłeś więcej danych obrazu. To w obszarach, w których nastąpiła utrata danych, zaczynają pojawiać się artefakty (szumowiny lub rozmycie).

Ta utrata danych jest najczęściej zauważalna, gdy kolory przechodzą z jednego pola jednolitego koloru do innego pola jednolitego koloru. Nie ma bezpośredniego problemu z konkretnym konkretnym kolorem. Chodzi bardziej o duże obszary o podobnych kolorach.

W przypadku obrazów zawierających tylko duże obszary płaskiego koloru formaty takie jak gif są bardziej odpowiednie niż jpg. Format gif został zaprojektowany w celu zachowania dużych obszarów o jednolitym kolorze.

JPEG równomiernie kompresuje kolor i dlatego nie powoduje rozmycia koloru czerwonego, jednak ludzkie oko może. Oko ludzkie ma około 7 milionów stożków, a około 65% z nich otrzymuje światło czerwone. Może dlatego widzimy, że czerwienie rozmazują się bardziej niż inne kolory ... ponieważ widzimy „więcej” czerwieni.

Artefakty kompresji z twardych krawędzi są proporcjonalne do kontrastu krawędzi - czerwono-niebieska krawędź jest najbardziej kontrastową rzeczą na tym obrazie.

Wszelkie nasycone taryfy podstawowe źle w schemacie reprezentacji kolorów jpg. Różnica w przykładowym obrazie to nasycona czerwień vs. matowa niebiesko-szara.

Założenie, że „podpróbkowanie barwy nie wpływa na ostrość” również zawiedzie w przypadku nasyconych kolorów podstawowych graniczących z czernią.

Ponieważ nasze środowisko naturalne jest głównie zielone, nasze oczy są najbardziej wrażliwe na zieleń. Możemy wykryć więcej subtelności w zielonej części widma. Ewolucja - unikanie drapieżników, identyfikowanie zdobyczy. Ta nierówność w postrzeganiu kolorów prawdopodobnie prowadzi do czerwonych elementów na obrazach wyglądających inaczej.