JPG-Format (JPEG) — der Standard für Fotokompression
JPG/JPEG erklärt: Standard ITU-T T.81 (1992), verlustbehaftete Kompression per DCT, fehlende Transparenz, progressives JPEG, Dateiaufbau und Tipps zur Umwandlung.
JPEG ist nach dem Gremium benannt, das den Standard entwickelt hat (Joint Photographic Experts Group); als Dateiendung ist .jpg am gebräuchlichsten. Die Spezifikation des 1986 gegründeten Gremiums wurde im September 1992 als ITU-T-Empfehlung T.81 und 1994 als ISO/IEC 10918-1 verabschiedet. Auch nach über 30 Jahren ist es das Fotoformat, das Digitalkameras, Smartphones, das Web und Upload-Formulare von Behörden am häufigsten akzeptieren.
So funktioniert die Kompression
- Die RGB-Farben werden in Helligkeit (Y) und Farbdifferenz (Cb, Cr) umgerechnet; meist wird die Auflösung der Farbdifferenz halbiert (Chroma-Subsampling).
- Das Bild wird in Blöcke von 8×8 Pixeln zerlegt und per diskreter Kosinustransformation (DCT) in Frequenzanteile umgerechnet.
- Jeder Anteil wird durch einen Wert aus der Quantisierungstabelle geteilt und gerundet. Je niedriger die Qualitätseinstellung, desto größer die Teiler und desto mehr hochfrequente Details gehen verloren. Hier entsteht der Verlust.
- Die verbleibenden Werte werden verlustfrei mit Huffman-Kodierung komprimiert.
Weil zuerst Informationen verworfen werden, für die das menschliche Auge weniger empfindlich ist, fallen Unterschiede bei natürlichen Fotos selbst bei hoher Kompression kaum auf. An Schrift, Linien und einfarbigen Kanten erscheinen dagegen Überschwinger (Ringing) und 8×8-Blockmuster.
Dateiaufbau, JFIF und EXIF
Eine JPG-Datei beginnt immer mit FF D8 (Start of Image) und endet mit FF D9 (End of Image). Dazwischen folgen Informationen wie Quantisierungstabellen, Huffman-Tabellen und Bildgröße in Einheiten, die „Marker“ heißen. Am Dateianfang steht meist ein JFIF-Block (APP0-Marker) oder ein EXIF-Block (APP1-Marker); Digitalkameras und Smartphones schreiben EXIF mit Aufnahmedaten und Standort. Genau deshalb sollten Sie Standortdaten vor dem Teilen eines Fotos entfernen (EXIF-Leitfaden).
Baseline- und progressives JPEG
T.81 definiert sowohl das Baseline-Verfahren, das das Bild von oben nach unten aufbaut, als auch das progressive Verfahren, das zuerst ein unscharfes Gesamtbild zeigt und es schrittweise schärft. Für große Fotos im Web wirkt die progressive Variante schneller; wo Kompatibilität mit älteren Geräten oder Einreichungssystemen zählt, ist Baseline sicherer. Der Standard enthält auch einen verlustfreien Modus, der jedoch kaum genutzt wird.
Stärken und Grenzen
- Kompatibilität: Laut MDN von Anfang an von allen wichtigen Browsern unterstützt; praktisch jedes Betriebssystem und Programm öffnet JPG.
- Großer Regelbereich: Mit einem einzigen Qualitätswert lässt sich die Dateigröße weit steuern. Für Fotos ist Qualität 70–85 der effizienteste Bereich.
- Keine Transparenz: Ohne Alphakanal lässt sich kein transparenter Hintergrund speichern.
- Verlust bei erneutem Speichern: Bei jedem Öffnen und Speichern wird erneut quantisiert, die Qualität sinkt schrittweise.
- 8-Bit-Grenze: HDR und feine Tonwertabstufungen sind schwer darstellbar; in sanften Verläufen wie dem Himmel kann Banding entstehen.
Haupteinsatz
Die sicherste Wahl, wenn Sie nicht wissen, was der Empfänger verwendet: Fotos teilen, Bewerbungs- und Passfotos einreichen, E-Mail-Anhänge, Übergabe an Druckereien. Für Screenshots, Logos und Diagramme ist PNG besser geeignet.
Umwandlung in andere Formate
- JPG → PNG: Kein weiterer Verlust, aber bereits verlorene Informationen kehren nicht zurück, und die Datei wird meist um ein Mehrfaches größer. JPG in PNG umzuwandeln lohnt sich nur bei wiederholter Bearbeitung oder wenn Sie transparente Bereiche hinzufügen möchten.
- JPG → WebP/AVIF: Ein Verlust kommt zum anderen hinzu, bei passender Qualität sinkt die Dateigröße aber deutlich (JPG in WebP).
- Andere Formate → JPG: Transparente Bereiche werden mit einer Farbe wie Weiß gefüllt, Farbinformationen mit 10 Bit und mehr werden auf 8 Bit reduziert.
- EXIF-Ausrichtung: Smartphone-JPGs speichern die Drehung oft in EXIF. Wendet ein Konverter sie nicht an, kann das Foto seitlich gekippt erscheinen.
Wie Sie die Dateigröße auf eine Ziel-KB bringen, erklärt Wie Bildkompression funktioniert.
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