JPEG Qualitätsstufen unter der Lupe

Dieses Thema im Forum 'Fototechnik' wurde von Martin Schaefer gestartet am 27.08.2011.

  1. Martin Schaefer Administrator

    Derzeit geistert ein Artikel von PetaPixel durchs Web, der unterstellt, dass die Bildqualität bei einer bestimmten Kompressionsstufe nicht wie erwartet steigt, sondern fällt. Als technische Erklärung hierbei wird eine Änderung des Chroma Subsamplings in Photoshops JPEG-Kompression angeführt.
    Wenn man sich das aber mal genauer anschaut, dann stellt man fest, dass die Bildqualität durchaus besser wird, unabhängig von zugrundeliegender Mathematik. Schauen wir uns das doch mal gemeinsam an.

    Nehmen wir mal ein detailreiches Foto, das als RAW Datei vorliegt und entwickeln es.
    original.png
    Anschließend speichern wir dieses Originalbild als JPEGs in den unterschiedlichen Kompressionsstufen ab und platzieren diese JPEGs anschließend als neue Ebene über dem Originalbild. Schalten wir nun den Ebenenmodus der neuen Ebene auf "Differenz", dann sehen wir die Unterschiede zwischen beiden Bildversionen.
    difference.png
    In Photoshops Histogramm Panel gibt es eine erweiterte Anzeige, die uns statistische Daten zum Bild liefert, insbesondere die sogenannte Standardabweichung. Hiermit lässt sich auf einfache Weise bestimmen, wie stark sich 2 Bilder voneinander unterscheiden.
    std-dev-histogram.png
    Machen wir das für alle JPEG-Kompressionsstufen, dann können wir die ermittelten Werte schön in Kurven auftragen. Die Kurven zeigen uns, wie sich die JPEG-Bildqualität im Vergleich zum Originalbild abhängig von der Kompression entwickelt. Gäbe es keine Unterschiede zwischen Original und JPEG-Bild wäre die Standardabweichung 0.
    std-dev-saveforweb.png std-dev-saveas.png
    Würde die Aussage zutreffen, dass ein Qualitätswert von 7 ein schlechteres Ergebnis als ein Qualitätswert von 6 liefert, dann müssten wir dies in der Kurve deutlich sehen können, da an dieser Stelle die Kurve ansteigen müsste (mehr Abweichung). Dies ist aber nicht der Fall. Mit steigender Qualitätsstufe sinkt die Standardabweichung kontinuierlich.

    Gruß
    Martin

    PS: Die angehängten Bilder sind lediglich zur Illustration und liegen nicht im Originalformat des Tests vor! Das Differenzbild wurde mittels Gradationskurve absichtlich "verstärkt", um den Effekt zu verdeutlichen. Die tatsächlich sichtbaren Unterschiede sind deutlich geringer, was sich auch in den Zahlenwerten der Kurven ablesen lässt.

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