Làm cách nào để thêm đường viền vào ảnh JPEG mà không ảnh hưởng đến chất lượng?

Tôi có một bức ảnh ở định dạng JPEG với độ phân giải 4680x3120. Tôi muốn thêm một viền trắng xung quanh ảnh này, biến nó thành ảnh 5200x3467 (vì lý do in).

Rõ ràng, tôi không thay đổi hoặc loại bỏ bất cứ điều gì khỏi bức ảnh, tôi chỉ đơn giản là thêm một cái gì đó. Do đó, về nguyên tắc thủ tục này có thể được mất. Tuy nhiên, nếu tôi sử dụng Paint để thêm viền này, quy trình Lưu của Paint sẽ nén ảnh lại thành định dạng JPEG, do đó làm mất thông tin và chất lượng.

Có cách nào (một số chương trình chuyên nghiệp hơn) để thêm một cái gì đó vào ảnh JPEG, như đường viền, mà không ảnh hưởng đến phần gốc của ảnh, mà không làm giảm chất lượng của nó không?

Mặc dù câu trả lời của Philip là cách tốt nhất để đi, nhưng có thể làm những gì bạn muốn hoàn toàn trong phạm vi JPEG.

JPEG hoạt động bằng cách chia hình ảnh của bạn thành các khối được gọi là Đơn vị mã hóa tối thiểu (MCU), thường là 16 × 16 mỗi khối và nén chúng riêng rẽ. Bạn có thể thấy điều này trong hình ảnh khi bạn quay mức nén lên rất cao. Ở các mức nén hợp lý hơn, các khối kết hợp với nhau trơn tru đến mức bạn không bao giờ nhìn thấy các đường viền.

Chúng ta có thể tận dụng thực tế này để thêm một cách dễ dàng một đường viền trắng đơn giản vào hình ảnh. Chúng ta chỉ cần tạo một mảng rỗng của các khối trắng bằng kích thước hình ảnh đầu ra, sau đó thả các khối JPEG MCU ban đầu vào giữa.

Có một nhược điểm của kỹ thuật đó: nó chỉ hoạt động khi kích thước hình ảnh đầu vào và đầu ra đều là bội số của kích thước MCU. Khi đó không phải là trường hợp, chúng ta cần phải giải nén một số khối ở lề giữa viền trắng và các cạnh của ảnh gốc. Bạn sẽ không thấy sự khác biệt này ở đầu ra nếu bạn tránh xa các mức nén JPEG quá cao, do đó, nó vẫn không bị mất hiệu quả .

Tôi không biết bất kỳ chương trình nào chỉ làm điều này. Điều gần nhất mà tôi biết là một thao tác nghịch đảo: jpegtran có chức năng cắt xén giúp cắt bỏ các phần của các cạnh hình ảnh một cách dễ dàng bằng cách loại bỏ các MCU bị cắt xén dọc theo các cạnh hình ảnh, để lại các phần tử bên trong không bị ảnh hưởng

Giải pháp làm sẵn đơn giản nhất mà tôi biết là plugin JPEG lossless Resave tốt hơn cho Photoshop. Nó sử dụng các kỹ thuật dựa trên các ý tưởng được đưa ra ở trên để sao chép MCU từ hình ảnh gốc bất cứ nơi nào có thể, để tránh tạo lại chúng từ phiên bản không nén, như Photoshop thường làm.

Lạc đề:

1. Bạn có thể nghĩ rằng đường viền kết quả sẽ không hoàn toàn trắng , vì sự mất mát của JPEG sẽ tạo ra một số loại khác biệt màu sắc ở đầu ra. Tôi đã thực hiện một số thử nghiệm và ít nhất là trong Photoshop, một hình ảnh hoàn toàn trắng được lưu thông qua Save 10 Web của Save For Web (nghĩa là "chất lượng thấp") dẫn đến hình ảnh được giải mã vẫn hoàn toàn là màu trắng.

   Tôi xác định điều này với hai bài kiểm tra:

   Đầu tiên, tôi đã tải JPEG dưới dạng một lớp lên trên bản gốc, đặt chế độ hòa trộn của lớp trên cùng thành Sự khác biệt, sau đó thêm một lớp điều chỉnh Levels phía trên nó để thử và phóng to sự khác biệt. Hình ảnh thu được giữ nguyên màu đen, biểu thị "không có sự khác biệt".

   Thứ hai, khi tôi không thấy được sự khác biệt dự kiến, tôi bỏ lớp điều chỉnh và trả lại lớp JPEG về chế độ hòa trộn Bình thường, chọn công cụ Eyedropper và nhìn khắp hình ảnh cho một pixel không hiển thị dưới dạng RGB (255,255,255 ) trong bảng Thông tin. Tôi không bao giờ tìm thấy một. Tôi dự kiến ​​sẽ thấy các con số nhấp nháy một chút khi tôi lướt qua hình ảnh, nhưng chúng vẫn ổn định.

   Tôi chỉ có thể kết luận rằng đây là trường hợp suy biến của thuật toán mã hóa: các khối trắng tinh khiết giữ nguyên màu trắng thông qua biến đổi cosine rời rạc .

   Thật thú vị, điều này không xảy ra với các khối màu đen thuần túy. Ít nhất với việc triển khai Photoshop, chúng biến thành RGB (1,1,1) khi được giải mã, không phải RGB (0,0,0).

   Tóm lại, bạn không cần phải lo lắng về các chấm rải rác ở khu vực viền này khi in một hình ảnh được tạo ra bằng kỹ thuật trên.

2. jpegtranlà một chương trình dòng lệnh, nhưng cũng có một chương trình GUI Windows dựa trên cùng một mã được gọi jpegcrop.

3. Than ôi, plugin này chỉ dành cho Windows.

Điểm cần nhớ ở đây là bạn mất chất lượng khi lưu ảnh vào định dạng nén mất dữ liệu. Miễn là bạn lưu ảnh ở định dạng lossless (PSD, TIFF, v.v.) sau khi thêm viền, bạn sẽ không mất bất kỳ dữ liệu nào nhiều hơn số bạn đã mất bằng cách lưu ảnh dưới dạng JPEG ở vị trí đầu tiên.

Nó không hoàn toàn mất mát, nhưng bạn có thể trở nên khá gần gũi khi sử dụng GIMP (hoặc một số trình chỉnh sửa khác có tính năng tương tự) và hai thủ thuật sau:

1. Trước tiên, hãy đảm bảo rằng đường viền bạn thêm là bội số rộng 8 pixel (và tốt nhất là bội số của 16 pixel).

   Điều này rất quan trọng vì thuật toán nén JPEG chia hình ảnh thành các khối pixel 8 × 8 *, bắt đầu từ góc trên cùng bên trái và áp dụng thuật toán nén mất dữ liệu độc lập cho từng khối. Do đó, ít nhất về nguyên tắc, bạn có thể đệm một cách không mất hình ảnh JPEG bằng cách thêm các khối pixel 8 × 8 đầy đủ xung quanh các khối hiện có. Tuy nhiên, nếu bạn đã cố gắng thêm một đường viền không phải là toàn bộ số khối rộng, thì các khối trong hình ảnh được đệm sẽ không khớp với các đường viền trong bản gốc và một số mất mát nén là không thể tránh khỏi.

   *) Trên thực tế, hầu hết các định dạng ảnh JPEG sử dụng chroma mẫu phụ , có nghĩa là chỉ có một phần màu xám của hình ảnh thực sự là nén trong 8 × 8 khối, trong khi các kênh truyền hình chroma được thu nhỏ xuống 50% trước khi nén, làm cho kích thước khối hiệu quả của họ 16 × 16 pixel. Do đó, để có kết quả tốt nhất, chiều rộng đường viền của bạn thực sự phải là bội số của 16 pixel. Tuy nhiên, bạn thường có thể thoát khỏi đường viền pixel 8 (hoặc 24 hoặc 40, v.v.), vì một chút mất nén trong sắc độ là không đáng chú ý.

2. Phần thứ hai của mẹo là, khi lưu hình ảnh cuối cùng, để chọn hộp kiểm "Sử dụng cài đặt chất lượng từ hình ảnh gốc" trong hộp thoại Xuất hình ảnh dưới dạng JPEG (trong Cài đặt nâng cao). Làm điều này ngay cả khi có vẻ như nó sẽ dẫn đến chất lượng thấp hơn bạn thường sử dụng!

   Cài đặt này làm cho GIMP sử dụng lại chính xác các cài đặt nén như được sử dụng cho ảnh gốc, thường loại bỏ khoảng 99% tổn thất nén, với điều kiện là bạn chưa chỉnh sửa ảnh quá nhiều, và đặc biệt, các khối trong hình ảnh mới vẫn phù hợp với những người trong bản gốc. (Đôi khi vẫn sẽ có một số tổn thất do lỗi vòng, nhưng ít hơn nhiều so với trường hợp khác.)

Để minh chứng nhanh, tôi đã lấy hình ảnh thử nghiệm JPEG này từ Wikimedia Commons , ban đầu được lưu với cài đặt chất lượng khá thấp là 50 và thêm một đường viền đen trắng 8px lạ mắt vào nó bằng phương pháp được mô tả ở trên:

Đây là sự khác biệt giữa ảnh gốc (15,1 kB) và ảnh đã chỉnh sửa (16,7 kB), được hiển thị bằng chế độ lớp "Trích xuất hạt" của GIMP:

Bạn có thể thấy một số lỗi sắc độ rất nhỏ, do độ rộng đường viền không phải là bội số của 16 và (nếu bạn nhìn kỹ) một vài khối trong đó cũng có những tổn thất nhỏ trong kênh luma do bị làm tròn. Tuy nhiên, về mặt trực quan, hình ảnh gốc và hình ảnh đệm đều không thể phân biệt được, thậm chí ở độ phóng đại gấp 2 lần và lật xen kẽ giữa chúng.

Cụ thể, tương phản điều này với kết quả của việc giảm chất lượng JPEG lên từ 50 đến 60 trước khi lưu hình ảnh được đệm, mang lại hình ảnh 17,6 kB sau:

Ở độ phóng đại cao, bạn chắc chắn có thể thấy rằng hình ảnh được chỉnh sửa mờ rõ rệt ở một số nơi so với bản gốc và việc lấy sự khác biệt với chiết xuất Grain đã xác nhận điều này:

Xin lỗi nếu đây không chính xác là những gì bạn muốn nhưng ...

Có vẻ như bạn thêm một viền trắng như một trợ giúp để định vị hình ảnh của bạn khi in. Tại sao không tập trung vào việc học các giao diện in đúng cách và tránh những vụ hack tinh ranh như thế này? Vấn đề khác mà vấn đề này đưa ra là bạn cho phép chương trình in thay đổi kích thước hình ảnh 4680x3120 của bạn để phù hợp với độ phân giải / DPI chính xác. Điều này có thể có ảnh hưởng nghiêm trọng hơn so với việc lưu lại một jpeg.

Các câu trả lời trước là rất tốt.

Tôi sẽ chỉ thêm một số "khía cạnh tâm lý" của định dạng jpg.

Nếu một jpg được chuẩn bị tốt, nó chỉ mất khoảng 0,5% thông tin. Đó là trong phần lớn các trường hợp một cái gì đó mà mắt người không thể nhìn thấy. Bạn cần một chương trình để thực hiện một số phân tích và thấy sự khác biệt (như phân tích mà Ilmari vừa làm).

"Chất lượng tốt" là một quá trình, không chỉ là cách định dạng tệp lưu hình ảnh. Có, bạn đã nén lại tệp với jpg một lần nữa vì bạn thực sự cần nó. Nếu nó ở trong một tình huống được kiểm soát thì có thể làm điều đó.

Bạn thực sự cần nó ngụ ý rằng bạn không thể sử dụng định dạng lossless khác, bạn có nhu cầu lưu trữ hoặc phần mềm rất cụ thể hoặc quy trình làm việc rất chặt chẽ.

Nếu bạn thực sự lo lắng về chất lượng, có lẽ bạn sẽ không sử dụng Paint. Định dạng JPG có một số cấu hình mà bạn không thể kiểm soát trong Paint.

Dưới đây là danh sách các chương trình miễn phí của tôi, nơi bạn thực sự có thể kiểm soát nén jpg và tùy chọn bạn cần chọn. (Tất cả chúng trong hộp thoại lưu jpg)

Irfanview - Bật Vô hiệu hóa mẫu màu sắc.

Trình xem ảnh FastStone - Lấy mẫu màu: Không có.

Gimp - Lấy mẫu 4: 4: 4

Phần kết luận. Đừng sử dụng Paint.

Một điều tôi chưa kiểm tra. Nếu tất cả các chương trình này duy trì hồ sơ màu nhúng. Tôi sẽ chỉnh sửa bài viết của mình sau.

IrfanView hoạt động tốt đối với tôi đối với các bộ ảnh. Dưới đây là một số cách ghi chú

Dưới đây là quy trình được lưu trữ của tôi để chèn đường viền - Quy trình Infran để thêm đường viền

1. Nhấp chuột phải vào hình ảnh, 'Mở bằng' -> 'InfranView'
2. Nhấn 'b'
3. Kiểm tra 'Sử dụng tùy chọn nâng cao' ở phía trên bên trái, nhấn 'Nâng cao'
4. Kiểm tra 'Kích thước Canvas', nhấn 'Cài đặt'
5. Nhập từng chiều rộng đường viền (Bên trái, Bên phải, Phía trên, Phía dưới)
6. Nhấn OK'
7. Chọn 'Ghi đè các tệp hiện có'
8. Nhấn OK'
9. Nhập thư mục đầu ra 'Thư mục đầu ra cho các tệp kết quả:'
10. Điều hướng đến và nhấp đúp vào hình ảnh để thêm đường viền vào danh sách phía trên. Điều này thêm nó vào danh sách 'tệp đầu vào:' ở danh sách dưới cùng
11. Nhấn 'Bắt ​​đầu hàng loạt'