JPEG压缩基本原理

JPEG算法的第一步是将图像分割成8X8的小块。
在计算机中，彩色图像最常见的表示方法是RGB格式，通过R(Red)、G(Green)A和(Blue)组合出各种颜色。

除此以外，还有一种表示彩色图像的方法，称为YUV格式。Y表示亮度，U和V表示颜色。它也由三个分量构成，Y表示亮度，Cb表示色度蓝，Cr表示色度红。
JPEG的第二步就是将图像转化为YCbCr格式。
采用这种机制的原理是，人眼通过视锥细胞感知颜色，视杆细胞感知亮度。而视杆细胞的数量要多于视锥细胞，也就是说，人眼对亮度感知能力要高于对颜色的感知能力。如下图所示，仅保留亮度，我们也可以感知到该图像的大部分细节。（熄灯后人会慢慢看清事物，但看不轻颜色）
因此，我们可以保留图像的亮度信息，删减一部分色彩信息，对我们识别图像不会造成特别大的影响。

RGB到YCbCr变换公式如下：
Y=0.299R+0.587G+0.114B
Cb=-0.1687R-0,3313G+0.5B+128
Cr=0.5R-0.4187G-0.0813B+128
JPEG的第三步就是将图像进行离散余弦变换（Discrete cosine transform，DCT）。
将图像的低频信息集中在左上角，以方便后续处理。

任何8X8的像素块都可以通过以下64种频域块叠加而成。


下面的步骤是通过数据量化和哈夫曼编码得到更高的压缩比。

参考文献：
[1]JPEG算法原理 jpeg图片是如何压缩的？
[2]JPEG不可思议的压缩率——归功于信号处理理论 @圆桌字幕组
[3]JPEG压缩原理
[4]JPEG压缩算法步骤原理
[5]音视频入门（四）-JPEG压缩算法原理
[6]JPEG 有损压缩 离散余弦变换 DCT 一条视频讲清楚
[7]JPEG ‘files’ & Colour (JPEG Pt1)- Computerphile