JPEG 品質 80 與 90 差在哪？DCT、量化與檔案大小的關係

在這裡討論的 DCT 流程中，每個影像分量會切成 8 × 8 個樣本的區塊。若色度已經降低取樣密度，一個分量區塊涵蓋的範圍，不一定等於原圖的 8 × 8 像素。

離散餘弦轉換（DCT）把區塊拆成平均成分與不同頻率的空間變化。低頻描述較平緩的變化；高頻則包含細節、紋理、雜訊和邊緣。照片中的部分高頻資訊即使減少，也可能不易察覺，但文字和細線往往很依賴這些資訊。

天空、牆面、失焦背景等平滑區域通常較容易壓縮。螢幕截圖、圖表、介面圖示與細字有許多突變邊緣，JPEG 的失真就比較顯眼。

DCT 在數學上可逆，但實作的有限精度仍可能產生捨入誤差。這個有損流程刻意捨棄資訊的主要步驟是量化：將 DCT 係數除以量化步階，再捨入成整數。

量化後係數 = round(DCT 係數 / 量化步階)

步階越大，越多不同的原始值會變成相同結果。資料可能因此減少，代價則是區塊邊界、邊緣振鈴，以及漸層中可見的色階斷層。

常見量化表在低頻使用較細的步階，在高頻使用較粗的步階。這是針對視覺特性的取捨，不代表高頻資訊一律不重要。

8 × 8 的 DCT 係數與量化步階位置一一對應。左上方是低頻成分；右下角的係數代表水平與垂直方向都很快的變化。最左上角的 DC 係數與區塊平均值有關。

DC 步階過粗，可能明顯改變區塊亮度。高頻步階過粗，則會減少細節；對某些照片可以接受，對文字、框線和插圖卻可能造成明顯損失。

常見的亮度量化範例表在左上方數值較小、右下方較大，但 JPEG 並未要求每個編碼器都採用相同表格。銳利邊緣周圍的振鈴或蚊式雜訊，就是照片取向的量化設定不一定適合圖表的原因。

以常見的 IJG 品質尺度為例，Q 在 50 到 100 之間時，可用下列計算調整基準表。最後一行將步階限制在基準方式相容的 1 到 255：

scale = 200 - 2 * Q
step = floor((base * scale + 50) / 100)
step = max(1, min(255, step))

將 T.81 Annex K 亮度範例表的 64 個值代入，可得到：

平均步階是 64 個值的算術平均，四捨五入到小數點後兩位。在這個例子中，80 升到 90、90 升到 95，步階都大致減半。更細的量化讓係數較不容易變成零，因此可能留下更多需要編碼的資料。

品質 100 會讓這套尺度的表格值變成 1，卻不保證無損：色彩轉換、有限精度等仍可能改變樣本。平均步階減半，也不代表檔案大小一定增加為某個固定倍數。

「品質 85」不是通用的 JPEG 品質保證。IJG libjpeg、mozjpeg、影像編輯軟體、瀏覽器 Canvas 和線上最佳化服務，在量化表、色度取樣、網格量化（trellis quantization）及中繼資料處理上，都可能採用不同設定。

要比較品質，應固定原圖與編碼器，再輸出多個候選設定。只看數字，無法判定甲工具的品質 80 是否比乙工具的品質 90 差。

把品質控制項視為該編碼器的調整參數，並同時查看影像與實際位元組數。它既不是畫質百分比，也不是目標檔案大小。

量化後，許多高頻係數可能變成零。常見 JPEG 流程以鋸齒順序排列係數，精簡表示連續的零，再用霍夫曼編碼壓縮符號。

因此，影響大小的不只是品質值，還包括係數的數量與分布。平滑的天空和牆面可能很容易縮小；樹葉、頭髮、碎石和布料紋理，則可能在相同設定下留下許多係數。

品質從 90 提高到 95，可能保留原本被捨去的細節。視覺改善有時不大，資料量卻明顯增加；增幅仍取決於輸入內容及編碼選項。

比較時應固定原始影像、編碼器、色度取樣、中繼資料政策，以及漸進式或循序式模式。否則測到的可能是不同預設值，而不是品質參數本身。

可以輸出 75、80、85、90、95 等候選版本，記錄檔案大小，在 100% 檢視比例與實際展示尺寸下並排觀察。逐像素可見的差異，縮成手機上的圖片後可能不明顯。

不要只看照片中央。請分別檢查暗部、漸層、文字、邊緣與細緻紋理，注意區塊邊界、振鈴、色彩滲出及細節流失。

JPEG 照片常以 YCbCr 處理影像，而非直接編碼 RGB。Y 是亮度訊號，Cb／Cr 是色差分量。降低色度解析度，也能減少資料量。

• 4:4:4：不降低色度取樣密度。
• 4:2:2：水平方向的色度取樣密度減半。
• 4:2:0：水平與垂直方向都降低色度取樣密度。

4:2:0 常適合照片，但彩色細字、介面細線和銳利色彩邊界可能出現滲色。提高品質數值，不一定能補回取樣時已捨去的色彩細節。

若高品質輸出仍讓彩色文字模糊，請一起檢查色度設定。4:4:4 有助於保留色彩邊界，但通常也需要更多資料。

對 IJG 類型的品質尺度，可以從以下設定開始比較，而不是直接視為品質保證：

• 一般照片：先試 80～85，再檢查結果。
• 商品照片：重視細節和質感時，可試 85～90。
• 螢幕截圖與圖表：考慮 PNG 或無損 WebP；使用 AVIF 時也要確認色度取樣與編碼設定。
• 含文字的橫幅：考慮 4:4:4、較高品質，或改用其他格式。
• 還要編輯的素材：保留原始檔，不要反覆把工作檔輸出成有損 JPEG。

JPEG 的解碼相容性與成熟工具仍有優勢，但同一個數字不能套用到每個編碼器，也沒有適合所有圖片的單一設定。

把 JPEG 解碼成像素，再編碼成另一張有損 JPEG，可能增加量化及其他損失。反覆操作後，文字周圍、邊緣及區塊邊界可能累積失真。

逐位元組複製檔案、只編輯中繼資料，或在符合條件時對 JPEG 係數進行無損轉換，與上述重新編碼不同。不能斷言每一次「儲存」都一定重新量化。

要多次裁切、加字或調色，應保留適當的原始檔或無損工作檔，最後才輸出交付用 JPEG。部落格或購物網站的 CMS 也可能重新編碼上傳圖片，所以還要下載實際傳送給讀者的版本，確認最終結果。