ฉันจะเพิ่มเส้นขอบให้กับรูปภาพ JPEG โดยไม่มีผลกระทบต่อคุณภาพได้อย่างไร

ฉันมีรูปถ่ายในรูปแบบ JPEG ที่มีความละเอียด 4680x3120 ฉันต้องการเพิ่มเส้นขอบสีขาวรอบ ๆ ภาพถ่ายนี้โดยเปลี่ยนเป็นรูปภาพขนาด 5200x3467 (เพื่อเหตุผลในการพิมพ์)

เห็นได้ชัดว่าฉันไม่ได้ปรับเปลี่ยนหรือลบอะไรจากภาพถ่ายฉันแค่เพิ่มบางอย่าง ดังนั้นในหลักการขั้นตอนนี้อาจสูญเสียได้ อย่างไรก็ตามหากฉันต้องใช้ 'ระบายสี' เพื่อเพิ่มเส้นขอบนี้กระบวนการบันทึกของ 'ระบายสี' จะบีบอัดรูปภาพอีกครั้งในรูปแบบ JPEG ดังนั้นการสูญเสียข้อมูลและคุณภาพ

มีวิธี (บางโปรแกรมที่เป็นมืออาชีพมากกว่านี้) ในการเพิ่มบางสิ่งลงในภาพถ่าย JPEG เช่นเส้นขอบโดยไม่ส่งผลกระทบต่อส่วนต้นฉบับของรูปภาพโดยไม่ลดคุณภาพ

แม้ว่าคำตอบของฟิลิปเป็นวิธีที่ดีที่สุด แต่ก็เป็นไปได้ที่จะทำในสิ่งที่คุณต้องการภายในขอบเขตของ JPEG

JPEG ทำงานโดยการแบ่งภาพของคุณออกเป็นบล็อกที่เรียกว่าหน่วยการเข้ารหัสขั้นต่ำ (MCU) ซึ่งโดยทั่วไปจะมีขนาด 16 × 16 และทำการบีบอัดแยกต่างหาก คุณสามารถเห็นสิ่งนี้ในภาพเมื่อคุณเหวี่ยงระดับการบีบอัดขึ้นสูงมาก ในระดับการบีบอัดที่สมเหตุสมผลยิ่งขึ้นบล็อกจะประสานกันอย่างราบรื่นจนคุณไม่เคยเห็นเส้นขอบ

เราสามารถใช้ประโยชน์จากความจริงข้อนี้เพื่อเพิ่มเส้นขอบสีขาวที่เรียบง่ายให้กับภาพ เราเพียงแค่ต้องสร้างอาร์เรย์กลวงของบล็อกสีขาวเท่ากับขนาดภาพออกจากนั้นปล่อยบล็อก JPEG MCU ดั้งเดิมลงตรงกลาง¹

มีข้อเสียสำหรับเทคนิคนั้น: ใช้ได้เฉพาะเมื่อขนาดอิมเมจอินพุตและเอาต์พุตมีขนาดเท่ากันหลายขนาดของ MCU เมื่อไม่มีกรณีดังกล่าวเราจำเป็นต้องบีบอัดบล็อกบางส่วนใหม่ที่ขอบระหว่างเส้นขอบสีขาวและขอบภาพต้นฉบับ คุณจะไม่เห็นความแตกต่างนี้ในผลลัพธ์หากคุณอยู่ห่างจากระดับการบีบอัด JPEG ที่สูงเกินไปดังนั้นจึงยังไม่มีการสูญเสียอย่างมีประสิทธิภาพ

ฉันไม่ได้ตระหนักถึงโปรแกรมใด ๆ ที่ทำสิ่งนี้เท่านั้น สิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดที่ฉันรู้ก็คือสิ่งที่ทำหน้าที่ผกผัน: jpegtranมีฟังก์ชั่นการครอบตัดที่ตัดส่วนขอบของภาพออกโดยไม่สูญเสีย²มันทำได้โดยการทิ้ง MCUs ที่ถูกครอบตัดไปตามขอบภาพ ตรงกลางไม่มีใครแตะต้อง

โซลูชันสำเร็จรูปที่ง่ายที่สุดที่ฉันรับรู้คือปลั๊กอินJPEG ที่ดีกว่าสำหรับการกู้คืนข้อมูลแบบไม่สูญเสียสำหรับ Photoshop มันใช้เทคนิคตามแนวคิดที่ให้ไว้ข้างต้นเพื่อคัดลอก MCU จากภาพต้นฉบับทุกที่ที่ทำได้เพื่อหลีกเลี่ยงการสร้างใหม่จากเวอร์ชันที่ไม่บีบอัดเช่น Photoshop ปกติทำ³

digressions:

1. คุณอาจคิดว่าเส้นขอบผลลัพธ์จะไม่ขาวมากเนื่องจากความสูญเสียของ JPEG จะสร้างความแตกต่างของสีในเอาต์พุต ฉันทำการทดสอบบางอย่างและใน Photoshop อย่างน้อยภาพสีขาวล้วนบันทึกผ่าน JPEG ระดับ 10 (เช่นคุณภาพ "ต่ำ") ของ Save For Web ทำให้ได้ภาพที่ถอดรหัสซึ่งยังคงเป็นสีขาวล้วน

   ฉันพิจารณาสิ่งนี้ด้วยการทดสอบสองครั้ง:

   ก่อนอื่นฉันโหลด JPEG เป็นเลเยอร์ที่ด้านบนของต้นฉบับตั้งค่าโหมดการผสมผสานของเลเยอร์ด้านบนเป็นความแตกต่างจากนั้นเพิ่มเลเยอร์การปรับระดับด้านบนเพื่อลองและขยายความแตกต่าง ภาพที่ปรากฏเป็นสีดำโดยระบุว่า "ไม่แตกต่างกัน"

   ประการที่สองเมื่อฉันไม่เห็นความแตกต่างที่คาดหวังฉันปรับเลเยอร์การปรับและกลับเลเยอร์ JPEG ไปที่โหมดการผสมผสานปกติหยิบเครื่องมือ eyedropper ขึ้นมาและมองไปทั่วรูปภาพเพื่อหาพิกเซลที่ไม่แสดงเป็น RGB (255,255,255 ) ในแผงข้อมูล ฉันไม่เคยพบใคร ฉันคาดว่าจะเห็นตัวเลขสั่นไหวเล็กน้อยขณะที่ขัดถูภาพ แต่พวกเขายังคงมั่นคง

   ฉันเท่านั้นที่สามารถสรุปได้ว่าเป็นกรณีที่เลวขั้นตอนวิธีการเข้ารหัสนี้: บล็อกสีขาวบริสุทธิ์สีขาวอยู่ผ่านแปลงโคไซน์ไม่ปะติดปะต่อ

   น่าสนใจว่าสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นกับบล็อกสีดำบริสุทธิ์ อย่างน้อยเมื่อมีการนำ Photoshop มาใช้ก็จะเปลี่ยนเป็น RGB (1,1,1) เมื่อถอดรหัสไม่ใช่ RGB (0,0,0)

   บรรทัดล่างคุณไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับจุดสปัตเตอร์ในพื้นที่ชายแดนนี้เมื่อพิมพ์ภาพที่ผลิตโดยใช้เทคนิคด้านบน

2. jpegtranเป็นโปรแกรมบรรทัดคำสั่ง แต่ยังมีโปรแกรม GUI ของ Windows jpegcropตามรหัสเดียวกันที่เรียกว่า

3. อนิจจาปลั๊กอินนี้เป็น Windows เท่านั้น

จุดที่ต้องจำที่นี่คือการที่คุณสูญเสียคุณภาพเมื่อบันทึกภาพในรูปแบบการบีบอัดแบบสูญเสีย ตราบใดที่คุณบันทึกภาพถ่ายในรูปแบบที่ไม่มีการสูญเสีย (PSD, TIFF, ฯลฯ ) หลังจากเพิ่มเส้นขอบคุณจะไม่สูญเสียข้อมูลใด ๆ มากกว่าที่คุณสูญเสียไปแล้วโดยการบันทึกภาพถ่ายเป็น JPEG ในครั้งแรก

มันไม่ได้สูญเปล่าเลยทีเดียวแต่คุณสามารถเข้าใกล้ได้โดยใช้GIMP (หรือเครื่องมือแก้ไขอื่น ๆ ที่มีคุณสมบัติคล้ายกัน) และสองเทคนิคต่อไปนี้:

1. ขั้นแรกตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นขอบที่คุณเพิ่มนั้นมีความกว้างหลายพิกเซล 8 พิกเซล (และควรเป็นหลายคูณ 16 พิกเซล)

   สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากอัลกอริธึมการบีบอัด JPEG แบ่งภาพออกเป็นบล็อกขนาด 8 × 8 พิกเซล * เริ่มจากมุมซ้ายด้านบนและใช้อัลกอริทึมการบีบอัดแบบสูญเสียแบบอิสระกับแต่ละบล็อก ตามหลักการแล้วอย่างน้อยที่สุดคุณก็สามารถลดภาพ JPEG ได้อย่างไม่สูญเสียโดยการเพิ่มบล็อคขนาด 8 × 8 พิกเซลแบบเต็มรอบวัตถุที่มีอยู่เดิม อย่างไรก็ตามหากคุณพยายามเพิ่มเส้นขอบที่ไม่ใช่ความกว้างของบล็อกทั้งหมดบล็อกในรูปภาพที่มีเบาะจะไม่สอดคล้องกับที่อยู่ในต้นฉบับและการสูญเสียการบีบอัดบางอย่างอาจหลีกเลี่ยงไม่ได้

   *) ที่จริงแล้วรูปภาพ JPEG ส่วนใหญ่ใช้การสุ่มสีแบบ Chromaซึ่งหมายความว่ามีการบีบอัดเฉพาะส่วนสีเทาของภาพในบล็อคขนาด 8 × 8 เท่านั้นในขณะที่แชนนาช่องสัญญาณลดขนาดลง 50% ก่อนทำการบีบอัด 16 พิกเซล ดังนั้นเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดความกว้างเส้นขอบของคุณควรจะเป็น 16 คูณพิกเซล อย่างไรก็ตามคุณมักจะได้เส้นขอบที่ 8 (หรือ 24 หรือ 40 เป็นต้น) เนื่องจากการบีบอัดเล็กน้อยใน chroma นั้นไม่ชัดเจนมากนัก

2. เคล็ดลับที่สองคือเมื่อบันทึกภาพสุดท้ายเพื่อเลือกช่องทำเครื่องหมาย"ใช้การตั้งค่าคุณภาพจากภาพต้นฉบับ"ในกล่องโต้ตอบส่งออกรูปภาพเป็น JPEG (ภายใต้การตั้งค่าขั้นสูง) ทำสิ่งนี้แม้ว่าจะดูเหมือนว่ามันจะส่งผลให้มีคุณภาพต่ำกว่าปกติที่คุณใช้!

   การตั้งค่านี้ทำให้ GIMP ใช้การตั้งค่าการบีบอัดที่เหมือนกันกับที่ใช้กับภาพต้นฉบับโดยปกติจะกำจัดการสูญเสียการบีบอัดประมาณ 99% โดยที่คุณไม่ได้แก้ไขภาพมากเกินไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งบล็อกใน รูปภาพใหม่จะยังคงสอดคล้องกับรูปภาพในต้นฉบับ (บางครั้งจะยังคงมีการสูญเสียเนื่องจากข้อผิดพลาดในการ roundoff แต่น้อยกว่าจะมีอย่างอื่น)

เป็นการสาธิตอย่างรวดเร็วฉันถ่ายภาพทดสอบ JPEG นี้จาก Wikimedia Commonsซึ่ง แต่เดิมบันทึกด้วยการตั้งค่าคุณภาพที่ค่อนข้างต่ำที่ 50 และเพิ่มความแปลกใหม่ (เรียงลำดับ) 8px เส้นขอบสีดำและสีขาวโดยใช้วิธีที่อธิบายไว้ข้างต้น:

นี่คือความแตกต่างระหว่างต้นฉบับ (15.1 kB) และรูปภาพที่แก้ไข (16.7 kB) ที่แสดงโดยใช้โหมดเลเยอร์ "Extract extract" ของ GIMP:

คุณสามารถเห็นข้อผิดพลาดของโครมาเล็กน้อยที่เกิดจากความกว้างของเส้นขอบที่ไม่ใช่หลาย 16 และ (ถ้าคุณดูอย่างใกล้ชิด) บล็อกไม่กี่ที่มีการสูญเสียเล็กน้อยในช่อง Luma เนื่องจาก roundoff ยังคงเห็นได้ภาพต้นฉบับและภาพบุนวมนั้นล้วน แต่แยกไม่ออกแม้กระทั่งที่กำลังขยาย 2x และพลิกสลับกันระหว่างกัน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งความคมชัดนี้กับผลลัพธ์ของการชนคุณภาพ JPEG สูงถึง 50 ถึง 60 ก่อนบันทึกภาพที่มีการบุซึ่งทำให้ได้ภาพที่มีขนาด 17.6 kB ต่อไปนี้:

เมื่อกำลังขยายสูงคุณจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าภาพที่ถูกแก้ไขนั้นพร่ามัวอย่างเห็นได้ชัดในบางสถานที่กว่าภาพต้นฉบับและความแตกต่างด้วยสารสกัดจากเกรนจะยืนยันสิ่งนี้:

ขออภัยถ้านี่ไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องการ แต่ ...

ดูเหมือนว่าคุณจะเพิ่มเส้นขอบสีขาวเพื่อช่วยในการจัดตำแหน่งภาพเมื่อพิมพ์ ทำไมไม่มุ่งเน้นไปที่การเรียนรู้ส่วนต่อประสานการพิมพ์อย่างถูกต้องและหลีกเลี่ยงการแฮ็กแบบนี้ ปัญหาอื่นที่เกิดขึ้นคือคุณอนุญาตให้โปรแกรมการพิมพ์ปรับขนาดภาพ 4680x3120 ให้พอดีกับ DPI / ความละเอียดที่ถูกต้อง สิ่งนี้อาจมีผลกระทบรุนแรงกว่าการบันทึก jpeg อีกครั้ง

คำตอบก่อนหน้านี้ดีมาก

ฉันจะเพิ่ม "แง่มุมทางจิตวิทยา" ของรูปแบบ jpg

หากมี jpg ที่เตรียมไว้อย่างดีจะสูญเสียข้อมูลเพียงประมาณ 0.5% ในกรณีส่วนใหญ่นั้นเป็นสิ่งที่สายตามนุษย์มองไม่เห็น คุณต้องการโปรแกรมที่จะทำการวิเคราะห์และเห็นความแตกต่าง

"คุณภาพดี" เป็นกระบวนการไม่เพียง แต่รูปแบบไฟล์จะบันทึกรูปภาพ ใช่คุณบีบอัดไฟล์อีกครั้งด้วย jpg อีกครั้งเพราะคุณต้องการมันจริงๆ หากอยู่ในสถานการณ์ที่มีการควบคุมคุณสามารถทำได้

คุณต้องการจริงๆก็หมายความว่าคุณไม่สามารถใช้รูปแบบที่ไม่มีการสูญเสียรูปแบบอื่นได้คุณมีพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่เฉพาะเจาะจงหรือมีความต้องการซอฟต์แวร์หรือเวิร์กโฟลว์ที่เข้มงวดมาก

หากคุณกังวลเกี่ยวกับคุณภาพจริงๆคุณอาจไม่ได้ใช้ 'ระบายสี' รูปแบบ JPG มีการกำหนดค่าบางอย่างที่คุณไม่สามารถควบคุมได้ในโปรแกรม Paint เลย

นี่คือรายการโปรแกรมฟรีที่คุณสามารถควบคุมการบีบอัด jpg และตัวเลือกที่คุณต้องการเลือกได้ (ทั้งหมดในกล่องโต้ตอบบันทึก jpg)

Irfanview - เปิดการปิดใช้งานการสุ่มตัวอย่างสี Chroma

FastStone Image Viewer - การสุ่มสีตัวอย่าง: ไม่มี

Gimp - Subsampling 4: 4: 4

ข้อสรุป อย่าใช้ 'ระบายสี'

สิ่งหนึ่งที่ฉันยังไม่ได้ตรวจสอบ หากโปรแกรมเหล่านี้ทั้งหมดรักษาโปรไฟล์สีที่ฝังอยู่ ฉันจะแก้ไขโพสต์ของฉันในภายหลัง

IrfanViewทำงานได้ดีสำหรับฉันสำหรับชุดภาพ นี่คือบันทึกวิธีการบางส่วน

นี่คือขั้นตอนการจัดเก็บของฉันสำหรับการแทรกเส้นขอบ - กระบวนงานอินทราเน็ตเพื่อเพิ่มเส้นขอบ

1. ภาพคลิกขวา 'เปิดด้วย' -> 'InfranView'
2. กด 'b'
3. ทำเครื่องหมาย 'ใช้ตัวเลือกขั้นสูง' ที่ด้านซ้ายบนกด 'ขั้นสูง'
4. ทำเครื่องหมาย 'ขนาดผ้าใบ' กด 'การตั้งค่า'
5. ป้อนความกว้างของเส้นขอบแต่ละอัน (ด้านซ้าย, ด้านขวา, ด้านบน, ด้านล่าง)
6. กด 'ตกลง'
7. เลือก 'เขียนทับไฟล์ที่มีอยู่'
8. กด 'ตกลง'
9. ป้อนไดเรกทอรีผลลัพธ์ 'ไดเรกทอรีผลลัพธ์สำหรับไฟล์ผลลัพธ์:'
10. นำทางไปยังและดับเบิลคลิกที่ภาพเพื่อเพิ่มเส้นขอบไปยังในรายการด้านบน สิ่งนี้จะเพิ่มลงในรายการ 'ไฟล์อินพุต:' ที่ด้านล่างของรายการ
11. กด 'เริ่มชุด'