bildkompression

Bildkompression ist der Prozess, die Menge der für die Darstellung eines digitalen Bildes benötigten Daten zu reduzieren, indem Redundanzen entfernt und bei verlustbehafteter Kompression Informationen, die als unwesentlich wahrgenommen werden, verworfen werden. Ziel ist es, Speicherbedarf und Übertragungskapazität zu senken, ohne die visuelle Qualität übermäßig zu beeinträchtigen.

Sie wird in verlustfreie und verlustbehaftete Kompression unterteilt. Verlustfreie Methoden ermöglichen eine rekonstruierbare Originaldatei, Beispielformate sind PNG, GIF (LZW) und TIFF mit entsprechenden Optionen; Deflate- oder andere kompressionsbasierte Ansätze erzeugen kompakte Dateien, ohne Bilddaten zu verändern.

Verlustbehaftete Kompression erzielt deutlich höhere Kompressionsraten, auf Kosten eines kontrollierbaren Qualitätsverlusts. Typische Techniken umfassen Transformkodierung (z. B. DCT bei JPEG oder Wavelet bei JPEG 2000), Quantisierung, Entropiecodierung (Huffman oder arithmetisch), Farbraumkonvertierung (RGB zu YCbCr) und Chroma-Subsampling (z. B. 4:2:0).

Gemeinsame Formate im Web und in der Fotografie sind JPEG (allgemein verbreitet), PNG (grafische Bilder mit Transparenz), WebP, HEIF/HEIC und AVIF; JPEG 2000, JPEG XR werden in bestimmten Bereichen verwendet. Moderne Formate nutzen fortgeschrittene Transformarten und bessere Entropiecodierung, um Qualität bei hohen Kompressionsraten zu erhalten.

Die Auswahl hängt von Anwendung, gewünschter Qualität, Rechenleistung und Latenz ab. Typische Qualitätsmetriken sind PSNR und SSIM; sichtbare Artefakte können Blockbildung, Unschärfe oder Ringing sein. In vielen Anwendungen werden Deblocking-Filter oder Post-Processing eingesetzt, um diese Effekte zu mindern.