640x480 JPEG的最大尺寸是多少？

我正在创建一个数据存储设备，该设备可以在几个小时内拍摄一定数量的夜空图片，并且在拍摄完所有图片后立即将其下载。存储卡必须能够一次存储所有照片。

将要拍摄的JPEG为640x480像素，并且至关重要的是，存储卡上必须有足够的空间来容纳全部100个像素。那么，640x480 JPEG的最大尺寸是多少？

我已经拍了一些测试照片来解决这个问题：

• “ stackoverflow”映像的文件大小为73,774字节。
• 白色图像的文件大小仅为36,607字节。
• 但是，方格照片的文件大小为149,339字节。

我假设文件的大小随着复杂性的增加而增加。

如何在存储卡上建立足够的空间以容纳100 640x480 JPEG，而又不知道它们的复杂程度和大小？我不想浪费额外的空间，因为我可能要制造许多这样的捕获设备。

在这里，我建议JPEG文件大小的上限。有关更典型的jpeg大小的讨论，请参见Ilmari Karonen的答案。

可以像这样计算640X480 32位位图图像的像素存储空间（基于此答案，但根据Ignacio Vazquez-Abrams的评论和此答案进行校正）：

假设未对文件应用压缩，则有307,200像素，即0.3MP。方便的查询表

如果每个像素包含32位信息，则

1. 307,200 * 32 = 9,830,400位信息
2. 除以8位成为字节值
3. 9,830,400 / 8 = 1228800字节（或1.17 Mb）

这是未压缩的位图的大小，因此应该是jpeg文件大小的上限（实际上，因为JPEG格式使用compression，所以您的图像应该小得多，尤其是考虑到您要拍摄夜间照片时）天空，我想其中包含很多黑色。请注意，问题中最大的示例图像仅为0.14 MB）。

但是，关于您的特定问题，即使使用该上限，100张图像也只有117 MB，而且自从我看到容量为128 MB的存储卡以来已经很长时间了。我怀疑任何当前可用的存储卡都将具有足够的容量来满足您的需求。

显然，最大jpeg文件大小的问题尚待商debate。这个堆栈溢出的答案建议理论上最大像素大小为20.25字节/像素，但在您的情况下为5.9 MB，但是生成该大小的图像需要故意滥用jpeg格式的压缩方案，因此，您极不可能看到这样的图像相机产生的东西。

只是检查一下，让我通过实验测试ForeverWintr的分析。

用于JPEG压缩（或实际上是任何压缩）的最糟糕的输入图像是均匀随机的RGB噪声，这在理论上是不可压缩的。因此，让我使用netpbm工具生成一些信息：

$ rawtoppm < /dev/urandom 640 480 > rnd.ppm
$ pnmtopng < rnd.ppm > rnd.png
$ du -b rnd.*
923772  rnd.png
921615  rnd.ppm

^{（均匀随机的RGB噪声，无损PNG格式，903 kb）}

^{注意（2017年3月）：我很确定上面的图像是我最初编写此答案并在2013年上传时的PNG格式。似乎它已在某个时刻被无声转换为JPEG，从而使此处的视觉比较变得无用。}

^{我尝试重新上传新的PNG测试图像，但显然它在imgur达到了某种任意PNG文件大小的限制，并被自动转换为JPEG。我不确定是否可以解决此问题，但是至少如果您可以访问Linux机器，则始终可以重新运行给定的命令来生成自己的测试映像。在任何情况下，除了防止直接视觉比较压缩质量外，这都不会使下面的分析无效。}

好的，因此未压缩的PPM文件的长度为640×480×3 = 921,600字节，再加上15个字节的最小PPM标头，正如预期的那样。尝试使用PNG格式进行无损压缩只会使大小增加2157字节，这大概是由PNG标头和元数据占用的，并且在尝试压缩不可压缩数据的压缩算法中可能效率不高。

（是的，这是每个像素3个字节，而不是4个字节；即使PPM格式（大约与图形文件格式一样简单）也不够笨拙，无法在磁盘上每个像素存储无用的第四个字节。可能有一些出于对齐原因而在内存中这样做的好处，尤其是在您还需要存储Alpha通道的情况下，但是在将图像写入文件时，这些原因并不适用。）

好，那么JPEG呢？让我们首先尝试最小化压缩损耗（质量= 100，无色度二次采样，浮点DCT）。不幸的是，pnmtojpeg手册没有明确说明如何设置所有相关选项（特别是，该-sample选项在“向导的选项”部分列出，该选项仅引用libjpeg文档中的文件），因此我将其转换为而是GIMP。生成的文件如下所示：

897249  rnd.jpg

^{（JPEG压缩的RGB噪声，质量= 100，无色度二次采样，876 kb）}

什么，怎么会更小？我不是只是说纯净的声音是不可压缩的吗？好吧，事实是，即使以最高的质量，普通的JPEG压缩也不是无损的。在GIMP中重新打开图像并将其与原始图像进行比较，可以看到某些像素的颜色值偏移了一到两步（共256个）。这些像素是JPEG压缩算法被“欺骗”并在此处丢掉了一点，在此处又丢掉了一些，估计变化不会引起注意。的确，用肉眼无法看到的结果与原始图像几乎没有区别，但是即使考虑了标头和编码开销，那些被丢弃的位的确也增加了文件大小的可测量的减小。

这就是最高的质量；关于更典型的设置（例如pnmtojpeg默认设置（质量= 75，启用了二次采样））呢？让我们尝试一下：

$ pnmtojpeg < rnd.ppm > rnd2.jpg
$ du -b rnd2.jpg
185128  rnd2.jpg

^{（JPEG压缩的RGB噪声，质量= 75，色度二次采样，184 kb）}

哇，从901下降到184 kb！但是，这是非常激进的压缩，并且当您仔细比较图像时，您绝对可以分辨出区别。大部分是因为色度二次采样，它基本上只丢弃了75％的颜色（色相/饱和度）数据。在禁用了二次采样的GIMP中进行尝试，可以得到一个350,618字节的文件，即使放大后，该文件看起来（至少对人来说还是非常接近）原始文件。

无论如何，这一切的关键是要证明，无论多么嘈杂的夜空照片可能是，无论你可能在如何高品质的选择，但只是没有办法一个640×480的JPEG文件，可以得到比900显著大kb。（好吧，除非您的相机在其上附加了一个多兆字节的Exif颜色配置文件或同样愚蠢的东西。）而且，如果您使用的是更典型的JPEG压缩设置，则最大可能的文件大小会降至200 kb左右。 。