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我刚刚从http://jpegclub.org/jpegtran/下载了最新的 win32 jpegtran.exe并观察到以下内容：

我准备了一个 14500 x 10000 像素的 24 BPP jpeg 测试图像。

  • 文件系统中的压缩大小约为7.5 MB。
  • 解压缩到内存（使用一些图像查看器）膨胀到450 MB左右。

在无损旋转（180）期间监控 jpegtran.exe 命令行工具的内存消耗，我可以看到该进程消耗高达900 MB内存！

我会假设这种jpeg 无损转换不需要将图像文件解码到内存中，而是只需对编码文件本身执行一些数学转换 - 保持内存占用非常低。

那么以下哪项是正确的？

  • 这个特定工具的实现中的一些错误
  • 我错过了一些配置开关
  • 我的一些误解（即jpeg无损转换也需要将图像解码到内存中？）
  • “数学运算”比“将图像解码到内存”消耗更多的内存

编辑：

根据 JasonD 的回答，原因似乎是后者。所以我会扩展我的问题：

是否有任何实现可以在小块中执行这些操作（以避免高内存使用）？或者它总是需要整体完成并且没有办法解决它？

PS：
我不打算实现自己的编解码器/算法。相反，我问是否有任何满足我的要求的实现。或者至少理论上可以。

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我不知道有问题的库，但是为了对 jpeg 图像执行无损旋转，您至少必须解压缩 DCT 系数才能旋转它们，然后重新压缩。

完全扩展的 DCT 系数将与原始图像数据大小相同或更大，因为它们具有更多的信息位。

它是无损的，因为 jpeg 中的损失是由 DCT 系数的量化引起的。只要您不解码/重新编码/重新量化这些，就不会产生任何损失。

但这将是内存密集型的。

jpeg 压缩的工作原理大致如下：

  • 将图像转换为 YCbCr 颜色空间。
  • 可选地对某些通道进行下采样（颜色误差比亮度误差更不易察觉，因此通常对色度通道进行 2 倍下采样）。这显然是有损的，但非常可预测/稳定。
  • 通过离散余弦变换 (DCT) 变换图像的 8x8 块，将图像移动到频率空间中。DCT 系数也在 8x8 块中，并且使用比 8 位图像数据更多的位进行存储。
  • 通过可变数量量化 DCT 系数（这是大多数软件包中的质量设置）。目的是产生尽可能多的小系数，尤其是零系数。这是 jpeg 压缩的主要“有损”方面。
  • 曲折穿过 2D 数据，将其转换为大致按频率顺序排列的 1D 系数流。高频更有可能被归零，因此理想情况下，许多数据包将以可以截断的零流结束。
  • 使用霍夫曼编码压缩（无损）（现在非常可压缩）数据。

因此，“无损”转换将希望尽可能避免这样做——尤其是 DCT 量化之外的任何事情，但这并不能避免扩展数据。

于 2012-12-06T23:17:01.833 回答