JPEG 压缩图像可以在不损失质量的情况下旋转吗？答案

【问题标题】：Can a JPEG compressed image be rotated without a loss in quality?JPEG 压缩图像可以在不损失质量的情况下旋转吗？
【发布时间】：2009-02-12 21:35:09
【问题描述】：

JPEG 是一种有损压缩方案，因此解压缩-操作-再压缩通常会进一步降低每一步的图像质量。 是否可以旋转 JPEG 图像而不会造成进一步的损失？根据我对 JPEG 算法的了解，天真地似乎可以通过一点努力来避免进一步的损失。哪些常见的图像处理程序（例如 GIMP、Paint Shop Pro、Windows Photo Gallery）和图形库在执行旋转时会导致质量损失，哪些不会？

【问题讨论】：

标签： graphics compression jpeg lossy-compression

【解决方案1】：

有一个名为 jpegtran 的程序

jpegtran – 用于在不同 JPEG 格式之间进行无损转码的实用程序。

要无损旋转图像，您可以执行以下操作：

$ jpegtran -rotate 180 -perfect -outfile rotated.jpg origin.jpg

还有Here is a list of applications which provide the JPEG lossless rotation feature based on the IJG code

【讨论】：

注意：对应的包在 ArchLinux 上命名为libjpeg-turbo。
警告：我现在还发现 jpegtran 实际上会失去质量。大小不能被 16 整除的 jpeg 可能会发生这种情况。欢迎知友发表评论。
@VasiliNovikov 手册页有详细信息。我没有使用旋转操作，但我知道对于裁剪操作，如果您选择沿压缩块边界的裁剪边界，它只会是无损的。可能对于尽可能无损的旋转，您首先需要沿边界裁剪部分块，然后旋转结果。
@Nobody -perfect 键要么使操作成功并进行无损旋转，要么根本不产生任何输出并失败。
谢谢大佬，文件大小没有变化:)

【解决方案2】：

是的，在某些情况下是可能的：90 度旋转和翻转图像。 JPEG 算法的核心——有损部分——涉及将图像分解为 8x8 像素块，对块执行discrete cosine transform，然后量化结果。除此之外，还有一些色彩空间转换和块的无损压缩。

旋转或翻转 8x8 块将得到具有相同基本系数的 DCT，但可能会转置和/或根据变换进行一些符号更改。因此，无损旋转或翻转图像的基本步骤包括：

解压缩并提取块
转置和/或符号翻转每个块的 DCT 系数
将块重新排列成新的顺序（否则 8x8 块将被旋转但仍位于旧位置）
使用无损压缩步骤将其全部重新压缩。

【讨论】：

有这样的java库吗？
所以要清楚的是（90° 旋转 + 翻转）尺寸为 8 倍数的图像，而不是 90° 旋转 +（翻转尺寸为 8 倍数的图像）？
@MarkFisher -- 是的，前者。仔细想想，如果有必要，必须对图像进行填充（例如，dsp.stackexchange.com/a/35343），以便它具有完整的 DCT 8x8 块。所以我误认为尺寸是 8 的倍数。
您好@Boojum，请看this question，我认为您的输入将有助于就地JPEG图像旋转。

【解决方案3】：

绝对 - 只需更改 EXIF 数据中的方向值。绝大多数图像程序都会尊重此设置并显示“旋转”的图片。

如果某些条件成立，也可以“手动”（例如以编程方式）以无损方式旋转图像 - 旋转必须是 90/180 度，并且宽度/高度必须是块大小的倍数。您也可以翻转/镜像它。不过，我不知道图像程序是否足够聪明，可以对这种操作进行特殊处理。我猜不会。

【讨论】：

您可以“手动”使用 jpeg 进行 90-180-270 无损转换。
更改图片的 Exif 不会对数据本身产生任何影响，并且一些图片查看器不会很好地处理它。另外，如果你想修改图像，它会有点难玩，因为你必须考虑方向......
Qt 的 QImage/QPixmap 没有考虑 exif 方向字段。
在上传到在线论坛或大多数网站时，通常会从照片中删除“EXIF 数据”，因为它可能会泄露敏感数据以跟踪一个人（例如坐标）。我认为没有浏览器支持根据 EXIF 数据读取图像。

【解决方案4】：

来自JPEG FAQ：

"有几个专门的可以在 JPEG 上完成的操作文件无需解压缩，并且因此不会引起你通常会经历的代际损失从加载和重新保存中获取常规图像编辑器中的图像。在特别是可以做 90度旋转和翻转无损，如果图像尺寸是文件块的倍数尺寸（通常为 16x16、16x8 或 8x8 彩色 JPEG 的像素）。
...

但是您确实需要特殊的软件；在常规图像编辑器中旋转图像不会是无损的。”

【讨论】：

【解决方案5】：

不是 jpg 专家，但对于 90、180、270 度旋转，答案似乎是肯定的。（甚至可能是 360！:)）

【讨论】：

360可行，但720需要更多技巧
我已经打败了你们：我可以用我的思想将 JPEG 旋转 0 度。

【解决方案6】：

是的，这是可能的。
快速谷歌搜索给出了这个程序列表which do this

【讨论】：

你知道有什么图书馆可以做到吗？

【解决方案7】：

如果您说的是旋转 JPEG 图像，那么就没有进一步的压缩了，对吧？这是关于旋转像素位置。

使用任何程序进行旋转都可能会改变中间尺寸，因为它需要保留原始图像，这可能是一个需要考虑的问题。

【讨论】：

【解决方案8】：

除非您旋转 90 度的倍数，否则您的图像将不得不执行某种插值，这可能会降低图像质量。在这里使用一个好的插值算法会有所帮助。

至于打开和重新压缩，我不确定您实际上会得到更差的质量，但我不确定 JPEG 的工作原理。

我建议你尝试压缩、操作和重新压缩，看看结果是否足够好。是否足够好取决于您的申请。

【讨论】：

打开再压缩，尤其是多次，肯定会导致质量变差。这是无损压缩的根本弱点。（正如您所建议的那样，关心是否足够糟糕绝对是主观的。）

【解决方案9】：

根据 Sean McHugh 在Understanding Digital Image Interpolation 上的精彩文章：

每次旋转或扭曲图像时也会发生插值。 (...) 90° 旋转是无损的，因为无需重新定位像素到两个像素之间的边界上（因此被分割）。

最终以

结束

尽可能避免旋转照片；如果一张不平整的照片需要它，旋转不超过一次。

【讨论】：

【解决方案10】：

如果有帮助的话：

为了比微软（Windows 7）原生图片查看器及其右键旋转选项做得更好，我尝试了以下链接的几个应用程序：http://jpegclub.org/losslessapps.html

例如，我尝试了 FastStone Image Viewer、XnView、Photosurfer、JPEG Lossless Rotator、ExifPro Image Viewer。

在简单的 90° 旋转后，它们都不会产生比基本 Windows 7 图片查看器更大的图片。不可否认，这么快就结束了，但我暂时还没有找到真正的无损旋转 .jpeg 应用程序，无论如何也不比 Windows 内置的应用程序好。

【讨论】：