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Cómo funciona la compresión de imágenes: DCT, cuantización y DEFLATE

Por dentro de JPEG, PNG y WebP: transformada DCT, cuantización, predicción y entropía. Entenderás por qué unas pérdidas se ven y otras no.

25 de agosto de 2026·9 min de lectura

Bajar una foto de 8 MB a 200 KB sin que nadie note la diferencia no es magia: es matemática aplicada con conocimiento preciso de tu sistema visual. JPEG, PNG y WebP atacan el problema desde frentes distintos —uno elimina lo que tu ojo ignora, otro busca repetición literal—. Entender ambos mecanismos te permite decidir formato y calidad con criterio en lugar de mover sliders a ciegas.

La idea central: hay información redundante

Una imagen sin comprimir almacena 3 bytes por píxel (RGB). Una foto de 12 megapíxeles: 36 MB. Pero los píxeles vecinos se parecen muchísimo entre sí — cielo con cielo, piel con piel—. Toda la compresión de imagen explota esa redundancia de dos formas complementarias:

  • Redundancia espacial: píxeles adyacentes correlacionados.
  • Redundancia psicovisual: detalles que existen pero tu vista no percibe (o apenas).

Los formatos sin pérdida (PNG) solo explotan la primera: reconstrucción bit a bit idéntica. Los con pérdida (JPEG, WebP) usan ambas: sacrifican información imperceptible a cambio de ratios brutales.

JPEG paso a paso: dónde mueren los datos

El pipeline JPEG tiene cinco etapas y las pérdidas ocurren en exactamente dos:

1. Conversión de espacio de color: RGB → YCbCr. Y es luminancia (brillo), Cb/Cr son crominancia (color). El ojo humano distingue brillo con mucha más resolución que color — así lo explota el siguiente paso.

2. Submuestreo de crominancia (pérdida nº1): como el color importa menos, se guarda a media o cuarta resolución (4:2:0 = un valor de color por cada 4 píxeles de brillo). Es pérdida real e irreversible, pero casi siempre invisible porque tu retina tampoco resuelve tanto color.

3. Transformada DCT (sin pérdida): la imagen se corta en bloques de 8×8 píxeles y cada bloque se transforma del dominio espacial al frecuencial: en lugar de "este píxel vale X", se describen "ondas" — cuánto cambia el bloque lentamente (baja frecuencia) y cuánto bruscamente (alta frecuencia). Un bloque liso produce energía concentrada en pocas frecuencias bajas; un detalle fino reparte energía en las altas.

4. Cuantización (pérdida nº2, LA importante): las frecuencias altas se dividen por valores mayores y se redondean — muchas se vuelven cero y desaparecen. El factor de calidad de JPEG (el slider de "calidad 80") escala directamente estas tablas de división: calidad alta = divisores pequeños = sobrevive más detalle; calidad baja = todo se aplana. Los artefactos característicos de JPEG (bloques de 8 px visibles, anillos alrededor de bordes duros) son exactamente la huella de esta etapa.

5. Codificación de entropía (sin pérdida): los coeficientes resultantes, mayormente ceros, se comprimen con RLE + Huffman/arithcoding. Aquí ya no hay pérdida, solo empaquetado eficiente.

Conclusión práctica: la calidad JPEG vive en el equilibrio entre submuestreo y cuantización. Re-guardar un JPEG repetidamente re-cuantiza datos ya cuantizados — cada generación suma artefactos, igual que los MP3 encadenados.

PNG: predicción y diccionario, cero pérdidas

PNG no puede descartar nada, así que juega otra liga: transformar los datos para que sean más comprimibles sin cambiarlos.

Filtrado por filas: antes de comprimir, cada byte se sustituye por su diferencia respecto al píxel anterior (o al superior, o al promedio de ambos — el encoder elige el filtro óptimo por línea). Una zona de cielo plano pasa de valores 128,128,129,128... a 128,0,1,0... — números diminutos, fáciles de comprimir.

DEFLATE: sobre esos datos predecidos actúa la combinación LZ77 + Huffman que ya conoces de ZIP y gzip: secuencias repetidas se sustituyen por referencias hacia atrás, y los símbolos frecuentes reciben códigos cortos.

Resultado: PNG brilla en capturas, logos, gráficos con áreas planas y texto (redundancia literal enorme); rinde mediocre en fotografías donde cada píxel difiere del vecino y la predicción aporta poco. Por eso una foto en PNG pesa varias veces su equivalente JPEG de calidad decente.

WebP y AVIF: la generación moderna

WebP (Google, 2010) reemplaza la DCT de bloques por predicción intra-frame tipo VP8: cada bloque se predice desde sus vecinos ya codificados y solo se codifica el residuo. Añade canal alpha con pérdida, animación, y rinde típicamente 25-35% mejor que JPEG a calidad visual equivalente.

AVIF (basado en AV1) va más allá: predicción mucho más sofisticada, transformadas de tamaño variable (adiós bloques de 8), y herramientas de rate-distorsión optimizadas. Comprime 50% mejor que JPEG y notablemente mejor que WebP en fotos, aunque codificar cuesta mucho más CPU. Ambos son los formatos que debería servir cualquier web moderna hoy, con JPEG como fallback.

La regla transversal a todos: la comparación justa es calidad visual por byte, nunca calidad numérica declarada — un WebP 75 puede verse mejor que un JPEG 90.

Compresión práctica: qué controla cada slider

Al usar cualquier herramienta de compresión, esto es lo que tocas realmente:

  • Calidad (lossy): escalado de tablas de cuantización. Bajar de 95→85 suele ser invisible; de 70→50 empieza a notarse en texturas.
  • Formato destino: el salto mayor de todos — JPEG→WebP/AVIF ahorra más que cualquier ajuste fino dentro de JPEG.
  • Redimensionar: reducir dimensiones al 50% elimina el 75% de los píxeles. La optimización más brutal sigue siendo no enviar píxeles que nadie ve.
  • Metadatos: EXIF, miniaturas y perfiles ICC duplicados pueden pesar megas en fotos de cámara; eliminarlos es gratis.

Nuestro compresor de imágenes aplica todas estas palancas localmente en tu navegador, y si necesitas servir tamaños diferentes por dispositivo, combina con las variantes que explica srcset y sizes.

Preguntas frecuentes

¿Convertir PNG a JPEG pierde calidad? Sí, entra en juego la cuantización — pero para fotografías la pérdida es invisible a calidad ≥85 y el ahorro suele superar el 70%. Para gráficos con transparencia o texto nítido, quédate en PNG/WebP lossless.

¿Qué significa 4:2:0, 4:2:2? Proporciones de submuestreo de crominancia. 4:4:4 = color a plena resolución (para capturas con texto rojo, por ejemplo); 4:2:0 = cuarto de resolución de color (estándar foto/vídeo, invisible en contenido natural).

¿Se puede recuperar la calidad perdida de un JPEG? No. La información cuantizada fuera ya no existe. Solo se disimulan los artefactos (deblocking), nunca se recupera el original.


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Miguel Ángel Colorado Marin (MACM)

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