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Cómo funciona el formato JPG

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Recursos

Los diferentes formatos de imagen, tienen diferentes pesos y diferente calidad, dependiendo de su formato. Asumamos que tenemos una foto de 600*800, si esto estuviera en un formato sin compresión como el formato .bmp pesaría 840KB (solo representando un color por pixel).

1 Bit representa como número máximo es el 256: Por lo tanto, en un .bmp tiene 256 colores y para determinar su tamaño se debe multiplicar el ancho por el alto de la imagen.

Para representar colores de 16 bits: Se necesitan 2 bytes.
Para representar colores (ultra-reales) de 32 bits: Se necesitan 4 bytes.

Nota: Sí cada bite tiene 8 bits, entonces; 16 bits es igual a 2 bytes y 32 bits es igual a 4 bytes.

Para tener una calidad de 32 bit la imagen debe pesar casi 1.9 MB, así que podemos comprimir las imágenes y usar formatos como jpeg.

JPEG es un algoritmo que lo que hace es identificar coordenadas para agrupar áreas de color. De esta manera minimiza la utilización de bytes y logra que la imagen tenga un peso mucho menor

Contribución creada por: Joaquín Araujo, Paula Becerra y Mayra López

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Existen múltiples formatos de imagen. Una imagen en su estado no comprimido se conoce como BMP (BitMap). Donde cada pixel es representado por un byte de un máximo de 256 colores. Es decir que la imagen es de 8 bits.

Con el avance de la tecnología hoy día, podemos representar imagenes de 16 bits > 2 bytes = 65,536 colores por pixel. O más, como 24 o 32 bits.

Una imagen BMP de 800x600 a 1 byte por pixel pesaría 480,000 bytes > 468.75KB!

Por esto existen los métodos de compresión de imagen, entre ellos JPG, donde gracias a un algoritmo se agrupan los colores por secciones de un mismo color o similares. Mientras mayor sea la compresión, mayor la cantidad de artefactos.

Los artefactos son representaciones inexactas de los archivos, ya que la información fué adulterada.

Una imagen puede ser comprimida, es decir, puede ser representada inexactamente y el ojo humano puede no notarlo. Pero un método de compresión no funcionaría para, por ejemplo el código en Js o un archivo ejecutable.

En algunos archivos cada bit de información debe ser exacto.

JPG es el método de compresión más adecuado para fotografías e imágenes de tonos continuos similares que contiene muchos colores. Permite obtener unos radios de compresión muy altos manteniendo a su vez una calidad en la imagen muy elevada. JPG analiza las imágenes y elimina la información que no es apreciable. JPG almacena imágenes de 16 millones de colores. Otro aspecto importante es que el método JPG permite distintos niveles de compresión. En niveles de compresión de imágenes moderado, es muy difícil discernir las diferencias de la imagen original. Programas de tratamiento de imágenes avanzados como Paint Shop Pro o Photoshop permiten ver la calidad de la imagen y el tamaña del fichero como una función de nivel de compresión, de esa forma, se puede elegir convenientemente la calidad y el tamaño del fichero deseado.

Estándares de compresión de imagenes

Imagen en .jpg

|

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Imagen en .BMP (2 bytes por pixel)

|

Amo que las matemáticas estén en todos lados

Exportando BMP pesó 3,484,854 bytes
Exportando JPEG pesó 107,541 bytes
Exportando PNG pesó 552,669 bytes

Fui discipulo de Da Vinci, por las dudas. ✌✨

Portable Network Graphics (PNG) (siglas en inglés de Gráficos de Red Portátiles, pronunciadas “ping”) es un formato gráfico basado en un algoritmo de compresión sin pérdida para bitmaps no sujeto a patentes. Este formato fue desarrollado en buena parte para solventar las deficiencias del formato GIF y permite almacenar imágenes con una mayor profundidad de contraste y otros importantes datos.

https://es.wikipedia.org/wiki/Portable_Network_Graphics

¿Se imaginan el peso de la imagen más grande del mundo?
Fue tomada con una cámara llamada EarthCam - GigapixelCam X80. Esa cámara toma fotografías panorámicas a 360º a 80,000 megapixels. Hagan zoom en la foto, a ver cuántas cosas encuentran 😄 ¡Es impresionante ver todos los detalles que capta!

Pueden verla aquí: https://www.earthcam.net/projects/empirestatebuilding/gigapixelpanorama/2021/

Encontre muy intersante este tema tanto que busque a detalle como se realizaba el algoritmo y encontre este video donde se explica a detalle como se realiza usando fundamentos matemáticos un poco avanzados, pero sobre todo muy buena teoria del color.
https://www.youtube.com/watch?v=Yj6a8Kefcmk&t=1s

1 Byte el número máximo que puede representar es 256, por ende solo tengo 256 colores, si quiero representar colores de 16 bits necesito 2 Bytes y si quiero representar colores ultra reales necesito 32 bits (4 Bytes

los JPG se utilizan con frecuencia para imágenes que son realistas y que se ven bien aunque el tamaño del archivo sea muy bajo; los GIF, que tanto se usan hoy en día, muestran imágenes animadas; los PNG, por su parte, tienen la habilidad de mantener la calidad al máximo siempre y soportan transparencias.

Los formatos de imágenes puede separarse en 2 categorías grandes: lossy y lossless -que son formatos comprimidos-, y losformatos no comprimidos. Estos últimos suelen tener la mayor cantidad de data y son bastante pesados, pero son la representación exacta de la imagen. El formato de imagen BMP es un tipo de formato de este tipo aunque también pueden haber BMP comprimidos.
Lossy vs. Lossless
Los formatos de imagen Lossy (algoritmo de compresión con pérdida) se usan con el objetivo de representar la información utilizando la menor cantidad de la misma, no representa los datos de manera exacta pero disminuye el tamaño de los mismos. Por lo que este algoritmo es ideal para guardar imágenes fotográficas que de otra manera ocuparían mucho espacio:JPGE (Joint Photographic Experts Group) es un claro ejemplo de imágenes “lossy”.
El formato JPGE usualmente no es el adecuado para ilustraciones, dibujos o texto, porque la compresión de la imagen suele generar artefactos. En estos casos la mejor alternativa es el uso de PNG (Portable Network Graphics), un formatoLossless (algoritmo de compresión sin pérdida). Este tipo de compresión al igual que el lossy buscar representar cierta cantidad de información ocupando un espacio menor, pero reconstruyendo los datos de manera exacta a los originales. Este formato es perfecto para aquellas imágenes que no se verían bien cuando se comprimen con pérdida, por supuesto como puedes imaginar este formato no es capaz de lograr una compresión tan alta como el lossy. Para concluir esta parte: Lossless significa que la imagen será más pequeña pero no a costas de perder calidad. Lossysignifica que la imagen será aún más pequeña pero con una disminución significativa de la calidad.
¿Cuál es la diferencia entre PNG, JPG y GIF?
La profundidad de color, el algoritmo de compresión y el soporte de transparencia.
PNG para todo
JPG sólo para almacenar un fichero final (usa compresión destructiva)
GIF sólo para web o cosas con poco color, como un logo

“Matemáticas hijo!!” Lease con voz de claudio xD

Aqui les dejo un video muy interesanto sobre el tema

Interesante como adobe photoshop encapsula información de mapa de bits, con vectores, material en tipografía y ahora es capaz de “pintar” videos.

imagen de 800px x 600px como Mapa de bit BMP
1 Byte por cada pixel
600px * 800px*
480,000 bytes
480Kb
0,48 MB

Pero como un byte son 256 bits si quisiera más colores necesitaria 2 o 3 bytes por pixel
Para representar màs

Algoritmo JPEG
crea zonas de color similar
Coordneadas cuadrados = 4 bytes = blanco
Coordenadas Asigne Gris = 4 bytes
De 1.9 MB pasa a 0,33 MB

problema de los limites
Artefacto JPG = ¿Que tanto puedo comprimir algo con algoritmos obteniendo su valor real?
Estos crean pequeños errores que el ojo humano no puede ver

PNG esta configurado para nunca perder calidad

Aplicación:

  • Usar formato de archivos segun mis necesidades comprendiendo antes la logica y el algoritmo de cada tipo de extension de archivo.

Buenismo estaba esperando llegar a este tema en el curso, ahora entiendo porque las imagenes jpg pierden calidad, es un algoritmo de comprension que agrupa los colores y reduce los bytes.

Cómo funciona el formato jpg:
En un mapa de bits, cada uno de los pixeles es un byte: una imagen de 600*800 pesaría 480000 bytes. o 840 kb, en una imagen así (Donde cada pixel es un byte) solo tedriamos acceso a 256 colores, si queremos aumetar la cantidad de colores necesitamos asignar más memoria a cada pixel.
Entre más memoria, más peso.

Supongamos una imagen de 600*800 con 4 bytes por pixel.
Peso total: muy grande

Jpg: Busca zonas donde los colores se repita y los agrupa para solo guardar las zonas donde deben ser repetidos. Sin embargo, si las imagenes cuentan con muchos detalles, el algoritmo tendrá problemas para agrupar zonas lo que lo hará menos eficiente.
Peso total: Significativamente menor.

BMP cada pixel es un byte
Entre mas colores mas bytes por pixel
JPG agrupa zonas de color similar
Artefactos sistemas de compresión por aproximación
PNG

Ahora empiezo a entender como funcionan ciertos algoritmos de compresión. es increíble como aprendes.

Seria correcto pensar que el .jpg funciona como el .zip pero de manera natural? se comprime automáticamente de forma digital para asi poder reducir la imagen

dato curioso: la transformacion directa de los 480,000 Bytes a 480kB es incorrecta ya que 1kB es igual a 1024 Bytes. este es un error muy comun que suele pasar a todos jajajaja

Formato de imagen JPEG / JPG.
Formato de imagen .gif.
Formato de imagen PNG.
Formato de imagen .tiff / .tif.
Formato de imagen RAW.
Formato de imagen BMP.
Formato de archivo de imagen .psd.

Cómo funciona el formato JPG
JPG es un algoritmo que crea zonas de color similar y donde este algoritmo encuentra zonas en las que los colores son los mismos simplemente repite el color esto ayuda a reducir el peso de la imagen ya que no se representa verdaderamente el color que es, sino que lo que hace es aproximar el color que identifica. JPG es un algoritmo de compresión por aproximación y en consecuencia este formato va creando una serie de errores, pero para el ojo humano no es posible detectarlo tan fácilmente.
Un artefacto JPG es lo que sucede cuando se comprime una imagen y se suele aprecias como una distorsión o una especia de desenfoque en la imagen, es decir hace que se vea mas pixelada entre mas se reduce el peso de la imagen.

Hice el experimento en paint para ver la diferencia entre .bmp y .jpg.
Es interesante ver la forma en que el algoritmo tiene problemas de optimización en espacios reducidos.
En la foto pueden ver las diferencias entre estos dos archivos y compararlos.

Ah con que de ahi viene que la nes era de 8 bits la super nintendo era de 16 bits y la play station 1 era de 32 bits.

Dato interesante, no sabia que la extensión jpg es un algoritmo de compresión.

Gracias Freddy!

Freddy utilizas tus lentes para distraernos? XD

Matemáticas discretas aplicadas a procesamiento digital de imágenes.

Miren la foto del mont blanc de 365 gigapixels
https://www.in2white.com/

O sea lo que denominamos pixelacion de una foto es la constante aplicación de este algoritmo de compresión.

¿Hay algún premio por ver a Freddy en 1.5x?

increible!

¿Cómo se puede reconocer que una extensión corresponde a un formato de compresión?

las imagenes de la nasa pesan mas de lo que mi laptop puede almacenar jajajaja !!!

Esto si es magia! 🤣

Entendí esa referencia. 0:16

Que JPG es un algoritmo!!!

¿qué área es la encargada de hacer los cálculos de estas ecuaciones para las compresiones de las imágenes?

Empieza a complicarse el tema

La princesa Leia merece una mejor resolución, ajajaja.

mind blowned!

entiendo los algoritmos de comprensión 😄

La princesa es leia de star wars

jpg lo que hace es aproximar áreas de color, si un color esta en áreas continuas solo se declara la zona y el color de esa zona, de esta forma se pueden tener imágenes que pesan mucho menos.

Nunca pense que se podria aplicar el limite al agrupamiento de colores. Muy buena explicacion!

Entonces un .mp4 debe hacer lo mismo, agrupa cada cuadro, o un .mp3 por ejemplo estas son formas básicas de usar cada archivo para que ocupe menos espacio sea más eficiente para usar pero comprometiendo la calidad

Aprender y aprender con referencias de la cultura geek 😃

Hola les dejo esta tabla de prefijos binarios, apartir de esta clase empezaran a ver muchos bytes y pues para que no se pierdan con los nombres XD Saludos

Existe alguna forma de reproducir videos de curso directo de smart tv samsung?.
Porque quiero ver curso desde este dispositivo y el video se queda pegado, no camina.

uuuuuu me intriga el algoritmo png

Se emplea la misma logica de comprime textos, es decir se crean “tablas de frecuencias” de areas de colores similares para reducir cantidad de bits utilizados para guardar la informacion

No sabía que existía el formato BMP. Pero que sencillo se hace con JPG.

He aquí una aplicación útil de los límites!

Nunca vi tal uso a los límites, interesanet

Muy interesante como los formatos de imagenes las comprimen, y de las diferentes formas y tecnicas que se utilizan para hacer que las imagenes pesen poco sin peeder mucha calidad.

No tenia ni idea que .JPG hiciera eso!!!

Una cámara no captura imágenes en un principio en un formato JPG? Es después de capturar la imagen que se comprime en dicho formato?

😮

Interesante pensar en .JPG como un sistema de compresión!

Nunca habría imaginado que la compresión en JPG es “irreversible”, contrario a la de PNG, y tampoco que el algoritmo de PNG estuviera relacionado con el de ZIP.

Si me hubiesen explicado esta aplicación de límites, me hubiesen llamado más la intención y sido más llevadero.

Explicación de los tipos de archivos de imágenes digitales (JPG, GIF, TIFF, PNG, BMP, RAW)

  1. Parte de la razón de la gran cantidad de tipos de archivos es la necesidad de compresión. Los esquemas de compresión pueden ser con pérdida o sin pérdida.
  2. Otra razón por la que existen muchos tipos de archivos es que las imágenes difieren en la cantidad de colores que contienen. Si una imagen tiene pocos colores, se puede diseñar un tipo de archivo para aprovechar esto como una forma de reducir el tamaño del archivo.
    https://matthews.sites.wfu.edu/misc/graphics/formats/formats.html

Cosas nuevas que se aprenden cada día.

Las imágenes en formato BMP (bitmap) son bastante pesadas, ya que cada pixel pesa 1 byte (8 bits) e incluso para imágenes con colores de 32 bits, cada pixel pesaría entonces 4 bytes. Entonces por ejemplo, una imagen en este formato, con dimensión 600x800 pixeles, pesaría 600x800x4 = 1.920.000 bytes = 1,9 MB.
El algoritmo JPG se utiliza para comprimir este tipo de archivos, creando zonas con colores similares y asignándoles un solo color común (y sus únicos 4 bytes) a todas esas zonas. Esto resulta en que el archivo que originalmente pesaba 1,9 MB pudiera llegar a pesar hasta 36 KB. Todo eso por supuesto sacrificando la calidad de la imagen.
Estos son llamados algoritmos de aproximación, donde los “errores” causados por la compresión no son de gran importancia para la representación del resultado final. Estos no funcionarían por ejemplo para comprimir archivos html, ya que el código escrito allí no puede ser modificado de esta forma y seguir funcionando de manera aceptable.
Otro algoritmo de compresión de imágenes es el PNG, el cual está diseñado para nunca perder calidad.

Ya hacia tiempos de no escuchar de los limites matemáticos

Entendamos como se representaría el peso de una imagen.

Si tuviésemos una imagen de 600x800 y decimos que cada pixel pesa un total de 4 bytes para poder representar cualquier color esa imagen pesaría aprox 1,920,000 bytes o unos 2400 kb eso es una locura de peso para una imagen de ese tamaño, pero esto no es así gracias a la magia del formato JPG.

Como funciona JPG es que empieza a crear celdas de agrupaciones de colores, donde se repiten colores o patrones de colores, y un mapa de toda el area que representa ese color para luego en vez de pintar 1 a uno 2000 bytes blancos puedo hacerlo con una sola instrucción manejándolo por bloques.

Entre mayor sea el porcentaje de compresión menos exactas serán esas zonas y por ende nuestra imagen perderá calidad

Estos algoritmos son sistemas de compresión por aproximaciones, donde cambian ligeramente el archivo sin que el humano lo pueda percibir.

uy no mames, muchoooooooooos bits woooo

Este vídeo (en inglés) explica en porfundidad cómo funciona un .jpg https://youtu.be/Kv1Hiv3ox8I

Yo conozco esa princesa jajaja

  • Si tenemos una imagen de resolución 600x800 píxeles, esta pesaría 840KB sin ningún tipo de compresión (Bitmap o BMP), donde cada pixel es representado por un byte de un máximo de 256 colores. Es decir que la imagen es de 8 bits.
  • Para representar colores de 16 bits: Se necesitan 2 bytes. Para representar colores (ultra-reales) de 32 bits: Se necesitan 4 bytes.
  • Para tener una calidad de 32 bit la imagen debe pesar casi 1.9MB en formato no comprimido, así que podemos comprimir las imágenes y usar formatos como jpg.
  • JPG lo que hace es aproximar áreas de color, si un color esta en áreas continuas, solo se declara la zona y el color que corresponde a esa zona, de esta forma se pueden tener imágenes que pesan menos. Entre más complejas sean las fotos, más pesarán estas.

Importancia del algoritmo JPG

La manera mas correcta de describir el porceso del algoritmo es con ondas, y que usamos para evaluar ondas? senos y cosenos.
Aquí un video mas detallado: https://www.youtube.com/watch?v=_OF3LKJkYC8

Joint Photographic Experts Group, grupo de expertops que creó el **. jpg,.**un formato de compresión de imágenes, tanto en color como en escala de grises, con alta calidad.

HEIF, iniciales en inglés de Formato de Imagen de Alta Eficiencia, es un tipo de archivo fotográfico moderno inspirado en JPEG. Tiene una calidad similar, pero ocupa menos espacio y está diseñado para hacer más. Este tipo de archivo también se denomina a veces HEIC, o códec de imagen de alta eficiencia.

Qué es un archivo en JPG?
Resultado de imagen para archivo jpg
Se trata de un formato de compresión de imágenes, tanto en color como en escala de grises, con alta calidad. Es el tipo de archivo de fotografía más común en la industria digital.
Normalmente alcanza una compresión de uno a diez con pocas pérdidas perceptibles en la calidad de la imagen.

Con respecto a lo de limites, ¿Es mas facil hacer demasiados rectangulos dimitnutos para lograr representar una esfera deun color uniforme o mejor dejar sus pixeles individuales? En calculo existe un area llamada optimizacion que permite saber exactamente en que punto algo deja de ser rentable o hasta que punto puede ser mas eficiente.

Ambos se utilizan para los mismos tipos de imagen

jpeg como. jpg son los mejores para la fotografía digital. Las fotografías digitales tienen amplias gradaciones de color que aparecen sin fisuras cuando se guardan como imágenes JPEG/JPG rasterizadas.

JPEG es un algoritmo que lo que hace es identificar espacio para agrupar áreas de color.
De esta manera minimiza la utilización de bytes y logra que la imagen tenga un peso mucho menor.
Aunque se degrade la imagen en el proceso

Hay uno que es muy famoso formato de compresión que es el .rar funciona de la misma manera que el .zip

La princesa esta haciendo el saludo romano ajjajaja. Me acuerdo que en mi anterior trabajo subieron un gif motivacional al chat interno y contenía unos soldados de las SS alemanas. Lo note por el casco que llevaban. Esos detalles pequeños le cambian el significado a una imagen.

Ahora comprendo más profundo algo que pensaba que era una simple extensión. Solo sabía que había diferentes tipos de extensiones para imágenes pero… no tenía idea de sus diferencias 😄 Gracias Freddy

00:15 BMP
01:50 JPG

mmm 🤔 he llegado a tal punto, que me he puesto a pesar. ¿Cómo funciona un malware? si sabemos que eso también tiene una extensión. por ejemplo un **.mpaj ** ¿Cómo sabremos como afecta a una imagen, un vídeo, un archivo entre otras extensiones?

Aunque en el vídeo está bien, en la descripción del video han puesto que 600*800 es 840KB, en realidad es 480KB.
Pero estuvo muy buena la clase.

Aclaro que la princesa en la imagen de Freddy es la princesa Leia por lo que veo en un crucero imperial !!

Esto me resuelve la duda de cuando veo una imagen en internet al bajarla se piexelea esto debido a los formatos de compresión y a en que formato la baje

El formato .tiff es una forma de tener una foto con una gama de colores mucho más alta, y como sistema de compresión es jpg o jpeg.

Muy bueno

Excelente explicación, mucho uso de parte mía, pero nunca había comprendido cómo funcionaba.

muy interesante

Se pone un poco más complicado, pero más interesante a la vez!

Dato curioso:

JPEG = JPG.

En la universidad me ponían como trabajo de investigación buscar la forma de la aplicación de las matemáticas a nuestra área, este hubiera sido un gran ejemplo. Gracias Fredy

Wow que genial, no sabia toda la matematica que había en esos algoritmos de archivos incluso nisiauiera sabía que estaban conformados por algoritmos 😮

Es por esto que una fotografía con extensas areas de un solo color tendría menos peso que una foco con diferentes formas y colores distribuidos en ella.

Increible como funciona la calidad de una imagen en base a la comprensión asociada a la misma.