JPEG, GIF e Manipulação de
Imagens
Filipe César Silva de Andrade
Henrique Seabra Diniz
Rilter Tavares do Nascimento
{fcsa, hsd, rtn}@cin.ufpe.br
Objetivos da Apresentação
 Ao final da apresentação todos
deverão:
 Conhecer basicamente arquivos JPEG
 Conhecer basicamente arquivos GIF
 Saber como editar imagens
Conteúdo
 Motivação
 JPEG
 História
 Um pouco mais...
 Codificação
 Aplicações
 GIF
 História
 Algoritmo de compressão LZW
 Paletas
 Aplicações
 Manipulação de Imagens
 Lista de exercícios
Motivação
 Imagens são um meio de repassar
alguma mensagem, sendo um bom
meio para facilitar o entendimento de
algum problema
 Também deixam o ambiente mais
agradável
Motivação
 Seu uso é muito comum em Web
Sites. Então, quanto menor o arquivo
e maior a qualidade melhor!
 JPEG e GIF apresentam ótimos
algoritmos de compressão
Conteúdo
 Motivação
 JPEG
 História
 Um pouco mais...
 Codificação
 Aplicações
 GIF
 História
 Algoritmo de compressão LZW
 Paletas
 Aplicações
 Manipulação de Imagens
 Lista de exercícios
JPEG
 “Joint Photographic Experts Group”
 Um formato de compressão com
perda de dados aplicado em imagens
fotográficas
JPEG – História
 Em 1986, apenas com a “Junção” (o
‘Joint’ do JPEG) de vários grupos
tentando compartilhar e desenvolver
suas experiências é que foi possível
adicionar gráficos com qualidade de
foto e tamanho reduzido nos
terminais de texto daquela época.
JPEG – Um pouco mais...
 Sua forma de compressão funciona muito
bem em fotografias, artes naturalistas e
materiais similares, mas não tão bem em
escritas, desenhos simples ou linhas de um
desenho
 JPEG possui a compressão com perda de
dados, isto significa que o arquivo não
comprimido não é o mesmo que o
compresso
JPEG – Um pouco mais...
 Armazena informações de cores
completas: 24 bits/pixel (16 milhões
de cores)
 Foi definido para aproveitar-se de
algumas já conhecidas limitações do
olho humano, como a pequena
mudança de cores é menos
precisamente perceptível do que uma
pequena mudança no brilho
JPEG – Um pouco mais...
 O grau de compressão pode ser
variado ajustando os parâmetros de
compressão. Isto significa que um
criador de imagens pode trocar o
tamanho de arquivos pela qualidade
de imagem
JPEG – Codificação
 É feita em várias etapas:
Transformação do espaço de cores
Divisão em blocos
Redução da qualidade
DCT (Transformação discreta do
cosseno)
 Quantização
 Codificação da entropia




JPEG – Codificação
 Transformação do espaço de cores
 a imagem é convertida de RGB para um
espaço de cores diferente chamado
YCrCb, o mesmo utilizado por MAC, PAL
e pela transmissão de televisão digital
 o Y representa o brilho do pixel e o Cr e
o CB juntos representam o tom e a
saturação da imagem
JPEG – Codificação
 Divisão em blocos
 os dados de cada canal da imagem são
subdivididos em blocos de 8x8
 caso os dados não sejam representados
por números inteiros, é feito o
preenchimento do restante do bloco com
dados falsos
JPEG – Codificação
 Redução da qualidade
 a divisão em blocos permite a redução
dos componentes Cr e Cb
 as taxas de redução permitidas em JPEG
são: 4: 4: 4 (sem redução), 4: 2: 2
(reduz pelo fator 2 na direção horizontal)
e a mais comum 4: 2: 0 (que reduz pelo
fator 2 tanto na direção horizontal
quanto na vertical)
JPEG – Codificação
 Redução da qualidade
 a redução da qualidade pode reduzir de
33% a 50% o tamanho do arquivo.
JPEG – Codificação
 DCT (Transformação discreta do
cosseno)
 os componentes da imagem (Y, Cr e Cb)
são colocados em seções de 8x8 pixels
cada
 daí os componentes sofrem uma
conversão usando-se uma transformação
de co-seno discreta de duas dimensões à
frente.
JPEG – Codificação
 DCT (Transformação discreta do
cosseno)
 Subimagem
de 8 por 8
pixels e 8 bits
de cores
JPEG – Codificação
 DCT (Transformação discreta do
cosseno)
 É subtraído
128 de cada
elemento
JPEG – Codificação
 DCT (Transformação discreta do
cosseno)
 Na transformação da
matriz cada elemento
é arredondado para o
inteiro mais próximo
 O valor mais alto e à
esquerda da matriz é
chamado de
coeficiente de
transformação discreta
JPEG – Codificação
 Quantização
 o fato do olho humano conseguir
distinguir bem pequenas diferenças no
brilho em áreas relativamente grandes e
não tão bem variações de brilho em altas
freqüências, permite a redução na
informação dos dados dos componentes
de alta freqüência
JPEG – Codificação
 Quantização
 isto é feito simplesmente dividindo cada
componente do domínio da freqüência
por uma constante e arredondando para
o inteiro mais próximo
 este é o processo com a principal perda
de dados
JPEG – Codificação
 Codificação da entropia
 é uma forma especial de compressão
com perda de dados
JPEG – Codificação
 Codificação da entropia
 envolve a combinação dos componentes
da imagem em uma ordem de “zig-zag”
utilizando-se o algoritmo de Codificação
Run-Length, que agrupa freqüências
similares
-26, -3, 0, -3, -2, -6, -2, -4, 1, -4, 1, 1,
5, 1, 2, -1, 1, -1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, -1, -1,
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
JPEG – Codificação
 Codificação da entropia
 Quando resta uma sequencia final de
zeros se usa a Codificação de Huffman
que usa a palavra especial: “EOB”
-26, -3, 0, -3, -2, -6, 2, -4, 1, -4, 1, 1,
5, 1, 2, -1, 1, -1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, -1, -1,
EOB
JPEG – Aplicações
 Na internet, jpeg é o formato padrão
para a exibição de imagens;
 Quase todos os equipamentos de
fotografia digital vendidos dão
suporte ao formato jpeg
JPEG – Aplicações
 No campo da medicina, o jpeg pode ser usado para
codificar totalmente ou parcialmente sem perdas uma
imagem. E fornece uma boa performance de
compressão para este propósito
 Nos sistemas de comunicação sem fio (wireless)
utiliza-se uma grande compressão na transmissão de
imagens. O jpeg fornece uma alta qualidade na
compressão de dados, é um bom candidato para
aplicações multimídia em redes sem fio
JPEG – Aplicações
 Na utilização no formato base de
arquivos para coleções de imagens e
banco de dados. os arquivos podem
ser armazenados em alta qualidade
num ambiente facilmente gerenciável
e sem perdas, com conversão para
uma resolução mais baixa
Conteúdo
 Motivação
 JPEG
 História
 Um pouco mais...
 Codificação
 Aplicações
 GIF
 História
 Algoritmo de compressão LZW
 Paletas
 Aplicações
 Manipulação de Imagens
 Lista de exercícios
GIF
 Graphics Interchange Format
 Objetivo de fornecer um formato de
imagem colorida, de tamanho
reduzido, para download mesmo com
uma conexão lenta
GIF – História
 Apresentado em 1987 pela CompuServe (a
primeira grande empresa de serviços online dos Estados Unidos)
 Substituir o antigo formato RLE que era
apenas preto e branco
 A versão original do GIF foi chamada de
87a.
 Em 1989 o GIF foi melhorado. Versão
conhecida como 89a.
GIF – História
 GIF (colorido) e XBM (preto e
branco), na época, tornaram-se os
mais usados na internet
 Patente do LZW pertencente a Unisys
 Surgimento do PNG
 Muito utilizado em animações e
pequenos vídeos
GIF – Algoritmo LZW
 Algoritmo de compressão sem perda
de informação
 Redução de 66-75% do tamanho
original do arquivo
GIF – Algoritmo LZW
GIF – Paletas
 GIF é baseado em Paletas
 Uma tabela que associa cada número
da seleção da paleta com um valor
específico do RGB
 Opcionalmente, uma das seleções na
paleta pode ser ajustada como
transparente, que permite a
transparência binária simples
GIF – Paletas
 True-color
True Color GIF image
(32697 colors, 184565
bytes)
Quantized GIF image
(256 colors, 54197
bytes)
Dithered GIF image
(101 colors, 48069
bytes)
GIF – Paletas
 True-color
 Vantagens
 Maior representação da informação
 Mais qualidade na imagem
 Desvantagens
 Arquivos grandes
 Forma de compressão menos eficiente do
que o JPEG
GIF – Aplicações





Animações
Vídeos de baixa qualidade
Cartoons
Imagens
Banners
Exemplos
Conteúdo
 Motivação
 JPEG
 História
 Um pouco mais...
 Codificação
 Aplicações
 GIF
 História
 Algoritmo de compressão LZW
 Paletas
 Aplicações
 Manipulação de Imagens
 Lista de exercícios
Manipulação de Imagens
 http://youtube.com/watch?v=scGEqN
ZCL2E
 Um pouco sobre o Photoshop
Perguntas
Conteúdo
 Motivação
 JPEG
 História
 Um pouco mais...
 Codificação
 Aplicações
 GIF
 História
 Algoritmo de compressão LZW
 Paletas
 Aplicações
 Manipulação de Imagens
 Lista de exercícios
Lista de Exercícios
 Qual formato armazena mais
informações de cores: JPEG ou GIF?
Por que?
 Quais as etapas do processo de
codificação de um JPEG?
 Em que situações é preferível a
utilização de GIF a JPEG?