BESTE QUALITAET
MIT JPG
Version: 2007-11-26-00-08-mo
Das linke Bild
wurde mit 100 % Qualitaet gespeichert, das rechte Bild mit 50 %. Zugegeben,
man sieht den Unterschied zwischen dem linken und dem rechten Bild deutlich.
Die naechsten
3 Bilder habe ich alle mit 100 % Qualitaet gespeichert:
Haben Sie den Unterschied gesehen ?? Und jetzt fragen Sie sich bestimmt, wie kann es sein wenn alle Bilder mit 100 % Qualitaet gespeichert wurden, dass es dennoch qualitative Unterschiede gibt. Die Antwort finden Sie in diesem Bericht.
Frage:
# Wie bekomme
ich die beste Qualitaet mit dem JPG Format ?
# Welche Qualitaetsstufen
gibt es im JPG Format ?
# Welchen Qualitaetsverlust
habe ich immer mit dem JPG Format obwohl ich mit hoechster Qualitaet speichere
?
# Wie bekomme
ich Bilder mit der besten JPG-Qualitaet aus meiner Digitalkamera inklusive
EXIF Daten ?
# Wie bekomme
ich JPG-Bilder mit der besten Qualitaet aus meiner Canon Powershot G9 ?
# Antworten:
Nach einer langen
Recherche stellte ich fest, dass bei JPG Farben reduziert werden, es sei
denn man deaktiviert das Farbsubsampling (Chromasubsampling).
Grundsaetzlich
gilt: Je groesser die JPG-Datei bei einer Aufloesung X, desto hoeher ist
die Qualitaet. Desweiteren gilt: Je mehr Informationen ein Bild enthaelt,
desto groesser ist die JPG-Datei.
Sie besitzen
eine Digitalkamera, aber weder die Kamera noch der Hersteller der Kamera
werden Ihnen verraten, mit welchen JPG-Einstellungen die Bilder gespeichert
werden. Deshalb gilt grunsaetzlich, Haende weg von Kameras, die eine verlusfreie
Bildspeicherung nicht erlauben. So einfach ist das aber gar nicht, denn
die meisten Kompaktkameras bieten nur JPG als Bildformat. Es gibt aber
dennoch einige Ausnahmen, die das verlustfreie TIF (Samsung V6, Casio EX-P700)
bzw das verlustfrei-komprimierte RAW-Format bieten. Eine aktuelle Ausnahme
an dieser Stelle ist die Canon Powershot G9. Als Besitzer einer Canon Powershot
G9 sollten Sie folgendermaßen vorgehen:
- benutzen Sie
eine 8 Gigabyte(s) SDHC-Speicherkarte, zum Beispiel die 8192 MB Transcend
SDHC Class 6, damit haben Sie dann Platz fuer ca 400 Bilder (bzw auch jede
menge Platz fuer Videoclips)
- speichern
Sie die Bilder ausschliesslich im RAW-CR2 Format
- uebertragen
Sie alle CR2 Dateien auf die Festplatte Ihres Computers
- mit der migelieferten
Software des Kamera-Herstellers konvertieren Sie alle CR2-RAW Bilder in
das TIF-Format (8-Bit-EXIF-TIF). Starten Sie Canon Zoom Browser EX 6.0
und waehlen Sie auf der linken Seite den Ordner, in dem sich alle CR2 Dateien
befinden. Klicken Sie auf "Vorschaumodus" und druecken Sie nun "STRG +
A" damit alle Dateien ausgewaehlt werden. In der Statusleiste erscheint
"Ausgewaehlte Elemente: X". Jetzt klicken Sie auf "Extras" und dann auf
"RAW-Bilder werden verarbeitet". Siehe Bild:
Nun oeffnet sich RAW Task Image. Druecken Sie nun "STRG + A" damit alle Dateien ausgewaehlt werden, und jetzt "STRG + S" damit der Speichern-Dialog erscheint. Stellen Sie im Speichern-Dialog alles so ein wie auf dem folgenden Bild und druecken Sie dann auf "Speichern". Der Computer beginnt mit der Arbeit und das kann je nach PC Power sehr lange dauern bis alle Bilder im TIF-Format vorliegen. Abgesehen davon ist jede TIF-Datei ca 35 Megabytes gross.
//Anfang: Anmerkung
Leider erlaubt
Canon den Powershot G9 Kunden nicht, bereits bei der Umwandlung von CR2
nach TIF die Aufloesung zu halbieren.
Wenn man Besitzer einer Canon EOS 400D ist, dann bekommt man die Software Canon DPP, die die EOS400D-CR2 Bilder bereits bei der Umwandlung von CR2 in TIF die Aufloesung halbieren kann. Dadurch sind die fertigen TIF-Bilder nur noch 9 Megabytes gross und der Umwandlungsprozess beschleunigt sich um das 4-fache.
Den Besitzern
der Canon Powershot G9 hat man diese Option vorweggenommen und der Aufwand
dauert an dieser Stelle voellig unnoetig 4 mal so lang.
//Ende: Anmerkung
- Mit einem Datei-Maganger (zum Beispiel den Windows-Explorer) alle TIF-Dateien ausschneiden und in einen neuen Ordner "temp-TIF" einfuegen.
- Starten Sie Xnview und druecken Sie STRG + U . Es erscheint ein neuer Dialog:
- Klicken Sie
auf Verzeichnis hinzufuegen und waehlen Sie den Ordner "temp-TIF" mit den
TIF-Dateien. Nun waehlen Sie einen beliebigen Ausgabe-Ordner wo die fertigen
JPG-Dateien gespeichert werden sollen. Waehlen Sie JPG als Format und klicken
Sie auf Optionen. Waehlen nun bei den JPG-Optionen 100 % Qualitaet UND
die Subsampling-Ratte setzen Sie auf 1x1,1x1,1x1. Desweiteren:
Progressiv:
Haekchen raus
Huffmann-Tabelle
optimieren: Haekchen raus
EXIF-Daten beibehalten:
Haekchen rein
IPTC-Daten beibehalten:
Haekchen rein
Eingebettete
Miniaturansicht erneuern: Haekchen raus
Bisherige Qualitaet
schaetzen und verwenden: Haekchen raus
Klicken Sie auf OK damit sind Sie wieder beim "Mehrfaches konvertieren" Dialog. Dort klicken Sie oben auf "Umwandlungen". Dort unter "Bild" auf "Groesse aendern" doppelklicken. In der rechten Spalte ist jetzt "Groesse aendern" erschienen, dort klicken Sie drauf. Unter Parameter waehlen Sie Prozent "%" und tragen jeweils "50" bei Breite und Hoehe ein. Unter "Neuberechnen" waehlen Sie "Naechster Nachbar". Alles andere braucht nicht gesetzt zu werden. Klicken Sie nun unten auf "Speichern" damit das Umwandlungs-Skript gespeichert wird (und spaeter wiedergenutzt werden kann) und setzen Sie ein Haekchen unter der Aufschrift "Skript". Am Ende sollte das Ganze jetzt folgendermassen aussehen:
Klicken Sie jetzt links unten auf das Button "Starten". Alle TIF-Bilder werden jetzt in JPG umgewandelt. Diese JPG-Bilder haben die hoechste Qualitaet, hoehere Qualitaet als jedes JPG-Bild direkt aus der Kamera. Ausdrucksstarke natuerliche Farben blieben Ihnen somit erhalten.
Da Sie jetzt
alle Bilder im finalen JPG-Format vorliegen haben:
Beenden Sie
Xnview
Beenden Sie
Canon RAW Image Task und kurz warten dann beenden Sie Canon Zoom Browser
EX
Loeschen Sie
alle TIF-Bilder (werden nicht mehr benoetigt)
Loeschen Sie
alle CR2-Dateien (werden nicht mehr benoetigt)
Schauen Sie sich die fertigen JPG-Bilder an, loeschen die Bilder die nicht behalten moechten, abschliessend kopieren Sie die restlichen Bilder in Ihren lieblings Bilder-Ordner.
# Frage: Warum
wurde nicht bereits mit dem Canon Zoom Browser EX 6.0 in JPG umgewandelt
?
# Antwort: Die
maximale Qualitaet laesst sich dort leider nicht einstellen. Es wird nicht
gezeigt ob Subsamplig aktiviert oder deaktiviert ist. Es gibt nur 4 Qualitaetsstufen.
Ich habe einen kleinen Test mit dem
Canon Zoom Browser
EX 6.0.1.248 ==> RAW Image Task Version 3,1,0,22
durgefuehrt.
Die Ergebnisse waren folgendermassen:
| Size in Bytes | Size in % | Filename | Comment |
| 13.579.140 | - | IMG_0801.CR2 | Unfertiges Bildnegativ, verlustfrei komprimiert. |
| 36.084.390 | 100 % RAM size | IMG_0801.TIF | Unkomprimiert |
| 11.330.988 | 100 % JPG size | IMG_0801-xnv.jpg | Das TIF mit Xnview nach JPG |
| 8.962.135 | 79 % JPG size | IMG_0801-ZB-Q4.JPG | Das CR2 mit Canon ZB/RIT nach JPG Komprimierung 4 |
| 1.417.799 | 13 % JPG size | IMG_0801-ZB-Q1.JPG | Das CR2 mit Canon ZB/RIT nach JPG Komprimierung 1 |
Wie Sie sehen
konnte Xnview eine groessere und damit eine qualitativere JPG erzeugen.
Beschaemend fuer Canon
Zoom Browser
EX 6.0.1.248 und RAW Image Task Version 3,1,0,22
ist, dass Sie
mit dieser Original Hersteller Software in diesem Beispiel lediglich 79
% JPG Qualitaet bekommen. In RAW Image Task werden diesen 79 % die "hoechste
Qualitaet" attestiert. Wuerde eine Rakete den Mond erreichen wenn die Ingenieure
mit lediglich 79 % Qualitaet arbeiten wuerden ?
# Frage: Warum
wurde die Aufloesung beim Umwandeln halbiert ? Sinkt dadurch nicht die
Qualitaet ?
# Antwort: Jedes
Bild aus der Kamera hat einen relativ hohen Interpolationsgrad bei nativer
Aufloesung. Das heisst es gibt zu viele Pixel, die mit dem "benachbarten
Pixel" identisch sind. Diese lassen sich leicht zusammenfassen, und es
kommt zu einer kleinen Datei (bei 4 mal so hoher Aufloesung).
Durch Halbierung
der Aufloesung verdichtet man Informationen, der Interpolationsgrad sinkt,
die zu speichernde Datei wird kleiner, vor allem aber: Das Bild ist naeher
am Aufloesungsvermoegen des Sensors der Kamera und sieht dadurch schaerfer
aus.
Fuer die Canon
Powershot G9 laesst sich der echte Aufloesungswert herauslesen aus:
//Anfang: Zitat
http://www.dpreview.com/reviews/canong9/page19.asp
Absolute resolution:
Horiz LPH: 1950
Vert LPH: 1900
//Ende: Zitat
Alternativ koennen
Sie die Webseite auch hier direkt downloaden.
Daraus folgt:
Kameraufloesung
laut Hersteller: 4000 * 3000 = 12000000
Echte Kameraufloesung
laut absolute resolution: 1950 * 1900 = 3705000
Bilderaufloesung
anhand dieses Workflows: 2000 * 1500 = 3000000
"Kameraufloesung
laut Hersteller" geteilt durch "Echte Kameraufloesung laut absolute resolution":
((12000000 /
3705000) - 1) * 100 = 223,9 % von der echten Aufloesung ueberschritten
==> 223,9 %
redundante Informationen im Bild, relativ kleine Dateien bei 100 % Aufloesungsflaeche
weil viele benachbarte Pixel die gleiche Farbe haben und sich so besser
komprimieren lassen
"Bilderaufloesung
anhand dieses Workflows" geteilt durch "Echte Kameraufloesung laut absolute
resolution":
((3000000 /
3705000) - 1) * 100 = 19,0 % von der echten Aufloesung unterschritten
==> 0,0 % redundante
Informationen im Bild, relativ grosse Dateien bei 25 % Aufloesungsflaeche
weil hohe Informationsdichte, nur wenige benachbarte Pixel dieselbe Farbe
haben und sich so nicht komprimieren lassen
Die finale JPG-Bilder
anhand dieses Workflows sind am Ende also sehr nah bei der echten Aufloesung
der Kamera. Der Verlust an Bildinformation ist im Verhaeltnis zur Aufloesung
25 % (halbe Aufl.) versus 100 % (aus der Kamera) sehr gering ==> 75 % der
Aufloesung verschwunden, aber Verlust an Information im Bild selbst ist
viel viel geringer als 75 % und duerfte wenn ueberhaupt dann bei maximal
"unsichtbaren" 19 % liegen.
# Frage: Warum
wurde nicht IrfanView anstelle von Xnview genutzt ?
# Antwort: Bei
der Umwandlung von TIF (mit EXIF-Daten) in JPG gehen bei IrfanView die
EXIF-Daten verloren (Stand: Version 4.10)
# Ich fotografiere
nur im JPG Format mit meiner Kamera (es gibt kein anderes Format in meiner
Kamera), wie finde ich heraus mit welcher Qualitaet die JPG-Datei gespeichert
werden ?
# Antwort: Holen
Sie eine JPG Datei aus Ihrer Kamera. Das JPG Bild umbenennen in "ausmeinerkamera.jpg"
und mit Xnview oeffenen. Speichern Sie diese mit der maximalen Qualitaet:
Waehlen Sie
bei den JPG-Optionen 100 % Qualitaet UND die Subsampling-Rate setzen Sie
auf 1x1,1x1,1x1. Desweiteren:
Progressiv:
Haekchen raus
Huffmann-Tabelle
optimieren: Haekchen raus
EXIF-Daten beibehalten:
Haekchen rein
IPTC-Daten beibehalten:
Haekchen rein
Eingebettete
Miniaturansicht erneuern: Haekchen raus
Bisherige Qualitaet
schaetzen und verwenden: Haekchen raus
Speichern unter
einem neuen Namen, z B "maxquality.jpg". Vergleichen Sie jetzt die JPG
Dateigroesse der "maxquality.jpg" mit der "ausmeinerkamera.jpg". Jede Wette
dass die "ausmeinerkamera.jpg" Datei viel kleiner ist als die "maxquality.jpg".
Tippen Sie die Groesse von "ausmeinerkamera.jpg" in einen Taschenrechner
ein und teilen Sie es durch die Groesse von "maxquality.jpg". So bekommen
Sie das "JPG size in Prozent %".
Das sagt aus,
mit wie viel % Qualitaet Ihre Kamera JPG Bilder speichert.
Lesen Sie diesen
Bericht weiter. Dort werden Sie eine Tabelle mit JPG Qualitaetsstufen finden,
an denen % Werten Sie sich ein wenig orietieren koennen.
# Frage: Welche
Qualitaetsstufen gibt es im JPG Format ?
# Antwort: Es
gibt 3 Qualitaetsstufen mit jeweils 1 bis 100 % Qualitaet.
Die beste Qualitaetsstufe
ist
Subsampling
rate 1x1,1x1,1x1
==> Die Farben
bleiben erhalten.
Die mittlere
Qualitaetsstufe ist
Subsampling
rate 2x1,1x1,1x1 (4:2:2)
==> Farben werden
verfaelscht.
Die schlechteste
Qualitaetsstufe ist
Subsampling
rate 2x2,1x1,1x1
==> Farben werden
stark verfaelscht.
Ich habe ein Referenz Test Bild Screenshot erstellt mit dessen Hilfe man alle Qualitaettsstufen deutlich voneinander unterscheiden kann. Die Original-Dateigroesse (verlustfrei im ZIP Format downloadbar) stellt die 100 % Dateigroesse dar.
Bevor Sie mit dem Vergleich anfangen: Alle 3 JPG Testbilder wurden mit 100 % Qualitaet gespeichert. Sehen Sie den Unterschied ?
Ich hoffe Sie
konnten einen Unterschied erkennen. Jetzt eine Liste aller 3 JPG Qualitaetsstufen,
die Sie dann mit dem Original BMP Bild und untereinander selbst vergleichen
koennen um die Unterschiede zu sehen.
Eine Komplettuebersicht mit den Dateigroessen in Prozent koennen Sie als Open Office Dokument downloaden:
Hier die wichtigsten Screenshots davon:
Sortiert nach Dateigroesse:
Zugegeben, das Testbild oben eignet sich eigentlich nur um Ihnen die JPG Verluste deutlich zu machen. Wie sieht es aber mit echten Beispielen aus ? Simple Beispiele gibt es wie Sand am Meer. Ein einfaches Bild waere der Mond bei Nacht. Schwarzer Hintergrund mit einem weißen Punkt in der Mitte. Das waere keine Herausforderung fuer den JPG Kompressor denn hier ergibt sich immer eine kleine JPG Datei, auch bei der hoechsten Qualitaetsstufe. Ich habe ein sehr komplexes Bild gefunden, bei dem sogar meine Canon G9 gezwungen war eine 16,7 MegaBytes grosse Datei zu erzeugen anstatt der ueblichen 12 bis 14 MegaBytes grossen CR2 Dateien. Leider eignet sich auch das komplexe Bild nicht fuer den Ansatz eines allgemeinen Beispieles. So wird nach dem komplexen Bild auch ein "normales Bild" mit allen JPG Stufen komprimiert.
Da wir jetzt
in die Realitaet zurueck sind, erscheint neben der JPG size Spalte eine
zusaetzliche Spalte mit dem Titel "picture quality". Bildqualitaet wird
anhand folgender Frage ermittelt:
Wie weit laesst
sich ein Bild verlustfrei komprimieren, zum Beispiel mit dem ZIP Format
(mit der schnellsten Komprimierungsseinstellung), je kleiner die JPG Datei
von dieser abweicht, desto schlechter ist die Qualitaet. Zur Erzeugung
der ZIP Datei habe ich den Packer 7-ZIP verwendet:
http://www.7-zip.org/
Es ist kostenlos
und lizenzfrei.
Fangen wir mit
dem komplexen Beispiel an:
Ich habe meine
Kamera Canon Powershot G9 auf ein Stativ gestellt, alles auf manuell geschaltet,
auch den Fokus, und dann jeweils ein Bild im
CR2 Format
JPG Superfein
JPG Fein
JPG Normal
Das ergab schliesslich
folgende Dateigroessen, die wir jetzt mit den JPG Qualitaetsstufen vergleichen
koennen:
Die Erzeugung
der ZIP Datei dauerte bei mir 4 Sekunden.
Die Erzeugung
der 7-ZIP Datei dauerte bei mir 13 Sekunden, brachte aber nur 7 % Mehrplatzeinsparung.
Das 7-ZIP Format nehme ich nicht als 100 % verlustfrei komprimierte Ausgangsgroesse,
weil die Technologie viel rechenaufwaendiger ist als das ZIP Format.
| Size in Bytes | picture quality | JPG size | Filename | Comment |
| 17.583.118 | - | - | IMG_0826.CR2 | Unfertiges Bildnegativ, verlustfrei komprimiert. |
| 36.084.390 | 100 % RAM size | - | IMG_0826.TIF | Unkomprimiertes Fertigbild. |
| 32.284.302 | 100 % | - | IMG_0826.7z | lossless compressed 7Z |
| 34.583.524 | 100 % | - | IMG_0826.zip | lossless compressed ZIP |
| 18.127.655 | 52 % | 100 % JPG size | jpgquality-cb3100.jpg | Das TIF mit Xnview nach JPG, JPG groesser als CR2 ! |
| 9.606.329 | 28 % | 53 % JPG size | IMG_0827.JPG | JPG Superfein aus der Kamera |
| 6.339.336 | 18 % | 35 % JPG size | IMG_0828.JPG | JPG Fein aus der Kamera |
| 3.342.185 | 10 % | 18 % JPG size | IMG_0829.JPG | JPG Normal aus der Kamera |
Alle relevanten Bilder dieser Tabelle koennen Sie hier downloaden:
Die fehlenden Bilder erzeugen Sie bitte selbst mit Xnview und 7-ZIP.
Das Zwischenergebnis
sagt, dass die JPG Bilder aus der Kamera mit der hoechsten Qualitaetseinstellung
"Superfein" nur 53 % JPG Qualitaet haben. In der Bedienungsanleitung des
Kamerahersteller Canon steht dass Superfein die hoechste Qualitaet ist.
Wuerde eine
Rakete den Mond erreichen wenn die Ingenieure mit lediglich 53 % Qualitaet
arbeiten wuerden ? Man bedenke, jede zweite Schraube waere in solch einer
Rakete locker.
Jetzt halbiere
ich die Aufloesung ==> nur noch 25 % Bildflaeche, mal sehen, ob dadurch
picture quality steigt:
| Size in Bytes | picture quality | JPG size | Filename | Comment |
| 9.012.262 | 100 % RAM size | - | IMG_0826.tif | Unkomprimiertes Fertigbild. |
| 8.242.154 | 100 % | - | IMG_0826.7z | lossless compressed 7Z |
| 8.660.536 | 100 % | - | IMG_0826.zip | lossless compressed ZIP |
| 6.114.464 | 71 % | 100 % JPG size | jpgquality-c25b3100.jpg | Das TIF mit Xnview nach JPG, picture quality um 19 % gestiegen! |
Erstaunlich dass
picture quality gestiegen ist. Bei der Rechnung
6.114.464 /
9.012.262
ergibt sich
sogar ein Wert von ca 67 %. Folgerung: Der JPG Kompressor ist gar nicht
uebel, ganz im Gegenteil, er kann sehr qualitative Bilder erzeugen, wenn
die maximale Qualitaetsstufe zur Erzeugung der JPG gewaehlt wurde. Den
obigen Test koennen Sie selbst durchfuehren, wenn Sie es moechten.
//Anfang Wanderung
Einen Quervergleich
moechte ich Ihnen dennoch mitteilen: Der verlustfreie Audio Kompressor
FLAC komprimiert Audiodaten auf eine Groesse von 66 %. Das JPG ist also
an dieser Stelle "fast" verlustfrei. Als Ziel sollte man folgende Qualitaet
bei Kompressionstechnologien anstreben:
100 % bei verlustfrei
unkomprimiert
66 % bei verlustfrei
komprimiert
33 % verlustbehaftet
komprimiert
Wenn Sie Audio
oder Videodaten haben, deren Dateigroesse mit einer verlustbehafteten Kopression
(zum Besipiel MP3) weit unter die 33 % faellt, dann sollte Ihnen bewusst
sein, dass Sie Qualitaet aufgrund von Speicherplatz aufgegeben haben. Manche
Leute reden von CD Qualitaet wenn Sie Ihnen erzaehlen, dass 128 KiloBits/s
bei Stereo MP3 voellig ausreichen. Wollen Sie die Qualitaet jetzt in %
selbst ausrechnen ? Wenn nicht, lesen Sie es spaeter auf meiner Seite "Beste
Qualitaet mit MP3". Eins kann ich Ihnen schon im Vorweg sagen, am schlimmsten
werden Videos komprimiert. Die Original Film DVDs, die Sie im Handel kaufen
haben eine Qualitaet von lediglich 1,3 % bis maximal 5,2 %. Jetzt staunen
Sie aber. Stellen Sie sich mal vor, Sie koennten einen Film mit 100 % Qualitaet
sehen. Was das fuer ein Erlebnis waere.
//Ende Wanderung
Und damit zurueck
zum Thema:
Da sich dieses
komplexes Bild zum Vergleichen nicht als normales Bild eignet, lohnt es
sich hier nicht das Bild in jeder JPG Qualitaetsstufe zu speichern. Sie
koennen es selbst durchfuehren, wenn Sie moechten. Ansonsten machen wir
einen schnellen Sprung zu einem Bild aus einer normalen, bunten Alltagssituation.
Und jetzt ein
"normales Bild":
Dass Bilder
aus der Digitalkamera in Ihren nativen Aufloesungen zu viel Redundanz und
Interpolation beinhalten, habe ich Ihnen schon zuvor bewiesen. Deshalb
zum Abschluss ein JPG Benchmark mit der halben Aufloesung:
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2011 Zeeshan Sayyed (Staatlich geprüfter Informatiker)
