JPEG [8]e' l'acronimo di Joint Photographic Experts Group, il nome della commissione che ha definito questo standard di compressione. I meccanismi di compressione, risultano particolarmente adatti ad immagini contenenti un elevato numero di colori (immagini True Color), a toni di grigio e per la memorizzazione di immagini fotografiche o di disegni molto sfumati. Negli altri casi, come cartoons, forniscono risultati generalmente peggiori di altri formati, sia in termini di qualità sia di dimensione dei file.
L'algoritmo JPEG ottiene una buona compressione sfruttando le limitazioni conosciute dell'occhio umano. Infatti è stato progettato in modo che i pixel eliminati siano quelli meno percettibili, così se si trovano due pixel con minima variazione di luminosità vengono conservati, ma se si trovano due pixel con minima variazione di colore se ne conserverà uno solo.
Tuttavia JPEG, non usa un metodo fisso di compressione. E' possibile scegliere il grado di compressione che si desidera applicare a un'immagine, determinando in questo modo anche la qualità dell'immagine. Più si comprime un'immagine, più se ne riduce la qualità. JPEG può raggiungere rapporti di compressione molto alti, riducendo le immagini di circa un centinaio di volte rispetto alle originali; questo è possibile perché, l'algoritmo scarta i dati non necessari durante la compressione dell'immagine e per questo motivo la tecnica di compressione è definita lossy.
L'algoritmo di compressione opera seguendo i seguenti passi:
Da quanto appena discusso si nota che JPEG tratta solo immagini statiche, ma esiste un altro standard correlato per trattare filmati (immagini in movimento) MPEG.
Lo sviluppo delle tecnologie video digitali ha reso possibile l'utilizzo delle tecniche di compressione video nelle telecomunicazioni (teleconferenza, video telefonia, ecc.). La definizione di un efficace algoritmo di compressione per sequenze video permette infatti di ridurre la mole di dati originaria, in modo da renderli più facilmente gestibili sia per la trasmissione e che per la memorizzazione. Si è perciò resa necessaria la standardizzazione di tali tecniche di compressione.
Lo standard utlizzato per la compressione e trasmissione audio/video è MPEG [9], acronimo di Motion Picture Expert Group (il comitato di esperti che ne ha definite le specifiche). L'attività dell' MPEG copre la compressione dati video, la compressione dati audio (in quanto ad una sequenza video è generalmente associato dell'audio) ed inoltre si occupa anche della sincronizzazione audio-video. Fin dall'inizio il lavoro dell'Mpeg si è sviluppato in tre direzioni distinte definite attraverso tre sigle numeriche, Mpeg 1, 2, 3. Ciascuna delle sigle indicava un diverso standard corrispondente a una diversa velocità di trasferimento.
MPEG-2
Con Mpeg 2 si voleva rendere disponibile la codifica
digitale per un trasferimento a distanza aggiungendo anche alcune funzioni
nuove come il trasferimento in parallelo di più canali audio o lo
zapping tra diversi flussi video. Mpeg2 è lo standard più
utilizzato al mondo per la trasmissione televisiva via satellite e permette
di ridurre lo spazio occupato dai filmati mantenendo comunque una buona
qualità, infatti la qualità ottenuta è paragonabile
a quella di un video VHS. Sia MPEG che MPEG2 richiedono una notevole mole
di calcoli per la compressione e la decompressione. Fino ad oggi sono state
proposte varie versioni per lo standard MPEG, alcune delle quali sono ancora
in via di sviluppo. Per quanto riguarda invece gli obiettivi di Mpeg 3,
questi sono stato raggiunti appotando semplici modifiche dello stesso Mpeg2.
MPEG-4
Mpeg4, disponibile dal 1997, sconvolge il concetto classico
di audiovisivo, perchè più che trasferire una serie di quadri
successivi si occupa di codificare degli oggetti audiovisuali definendo
per ciascuno di questi il suo comportamento. Ogni oggetto può essere
composto tanto da immagini di sintesi quanto da immagini tradizionali ma
quello che più conta è che essendo una struttura di cui è
descritto il comportamento esso può diventare oggetto di interazioni.
Per fare un esempio, più che codificare una successione
di immagini che descrivono il comportamento di una persona all'interno
di una stanza, Mpeg4 codifica l'intera stanza e l'intera azione della persona
al suo interno rendendo così possibile all'utente di scegliere il
proprio punto di visuale o decidere della presenza o assenza di certi elementi.
Il grado di interattività deve venire di volta in volta definito.
Il formato di compressione audio utilizzato da MPEG è MPEG 1 Layer 3, o più semplicemente MP3, è particolarmente efficace nel comprimere audio senza perdite di qualità eccessive. Partendo da dati non compressi, per esempio files .wav, che memorizzano esattamente la forma dell'onda sonora di un rumore, un suono o una canzone. I dati audio, registrati come campioni, vengono compressi usando algoritmi che fanno affidamento sulla percezione dei suoni per misurare solamente quelle porzioni di informazione che l' orecchio umano non avrebbe comunque percepito (analogamente a cio' che JPEG fa con le immagini). Inoltre i dati vengono ulteriormente compressi con algoritmi matematici, ottenendo una notevole compressione e la possibilita' di registrare audio di ottima qualita' occupando molto meno spazio di quanto necessario per gli stessi dati memorizzati con altri formati (AIFF, WAVE ecc.). La compressione MP3 consente di ridurre lo spazio occupato fino a dodici volte: 4 minuti di musica, che in formato .wav occupano 42 Mb, in formato .mp3 possono occupare meno di 4 Mb.
Dal punto di vista tecnico,la compressione viene effettuata in due passaggi: