JPG压缩和噪声

Question

我正在研究jpeg压缩，它似乎是通过减少图像中的高频成分来工作的。由于噪声通常是高频的，这是否意味着jpeg压缩在一定程度上可以降低图像中的噪声？

Answer 1

JPEG压缩可以通过平滑图像的高频分量来减少噪声，但它也会以压缩伪像的形式引入视觉噪声。这是我的头像的一部分(高质量的JPEG)和你的头像的一部分( PNG绘图)的放大(3倍)视图，左边是下载的，右边是使用-quality 60用ImageMagick压缩的。在我看来，它们在JPEG压缩时看起来都更“嘈杂”。

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Answer 2

严格地说，不是。

JPEG确实去除了高频(见下文)，但选择性不够，不足以作为去噪算法。换句话说，如果高频是噪声，但如果它们是有用的细节信息，它将删除高频。

要理解这一点，了解JPEG工作原理的基础知识是很有帮助的。首先，图像被分成8x8个块。然后进行离散余弦变换(DCT)。因此，8x8块的每个元素都包含不同频率的“权重”。然后，根据先验选择的质量水平，以固定方式对元素进行量化。这种量化意味着以损失精度为代价来获得编码性能。精度损失的数量是先验固定的，并且(正如我上面所说的)它在噪声和有用的细节之间没有区别。

您可以通过以不同的质量保存相同的图像(从技术上控制应用于每个块的量化数量)来测试这一点，并看到不只是噪声被删除。这里有一个很好的视频，展示了不同质量级别的效果：https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f3/Continuously_varied_JPEG_compression_for_an_abdominal_CT_scan_-_1471-2342-12-24-S1.ogv。