Jpeg | это… Что такое Jpeg?
JPEG (произносится «джейпег»[1], англ. Joint Photographic Experts Group — объединённая группа экспертов в области фотографии) — является широкоиспользуемым методом сжатия фотоизображений. Формат файла, который содержит сжатые данные обычно также называют именем JPEG; наиболее распространённые расширения для таких файлов .jpeg, .jfif, .jpg, .JPG, или .JPE. Однако из них .jpg самое популярное расширение на всех платформах.
Фотография заката в формате JPEG с уменьшением степени сжатия слева направо
Алгоритм JPEG является алгоритмом сжатия с потерей качества.
Содержание
|
Область применения
Формат является форматом сжатия с потерями, поэтому некорректно считать что JPEG хранит данные как 8 бит на канал (24 бит на пиксель).
При сохранении JPEG-файла можно указать степень качества, а значит и степень сжатия, которую обычно задают в некоторых условных единицах, например, от 1 до 100 или от 1 до 10. Большее число соответствует лучшему качеству, но при этом увеличивается размер файла. Обыкновенно, разница в качестве между 90 и 100 на глаз уже практически не воспринимается. Следует помнить, что побитно восстановленое изображение всегда отличается от оригинала. Распространённым заблуждением является мнение о том, что качество JPEG тождественно доле сохраняемой информации.
Сжатие
При сжатии изображение переводится в цветовую систему Jpeg. Далее каналы изображения Cb и Cr, отвечающие за цвет, уменьшаются в 2 раза (по линейному масштабу). Уже на этом этапе необходимо хранить только четверть информации о цвете изображения.
Реже используется уменьшение цветовой информации в 4 раза или сохранение размеров цветовых каналов как есть. Количество программ, которые поддерживают сохранение в таком виде, относительно невелико.
Далее цветовые каналы изображения, включая черно-белый канал Y, разбиваются на блоки 8 на 8 пикселей. Каждый блок подвергается дискретно-косинусному преобразованию. Полученные коэффициенты подвергаются квантованию и упаковываются с помощью кодов Хаффмана (см. Алгоритм Хаффмана).
Матрица, используемая для квантования коэффициентов, хранится вместе с изображением. Обычно она строится так, что высокочастотные коэффициенты подвергаются более сильному квантованию, чем низкочастотные. Это приводит к огрублению мелких деталей на изображении. Чем выше степень сжатия, тем более сильному квантованию подвергаются все коэффициенты.
Варианты хранения
Progressive JPEG — такой способ записи сжатого изображения в файл, при котором старшие (низкочастотные) коэффициенты находятся в начале файла.
Это позволяет получить уменьшенное изображение при загрузке лишь небольшой части файла и повышать детализацию изображения по мере загрузки оставшейся части. Поэтому Progressive JPEG получил широкое распространение в Internet. В целом алгоритм основан на дискретном косинусоидальном преобразовании (ДКП), которое является разновидностью дискретного преобразования Фурье, применяемом к матрице изображения для получения некоторой новой матрицы коэффициентов. Для получения исходного изображения применяется обратное преобразование. ДКП раскладывает изображение по амплитудам некоторых частот. Таким образом, при преобразовании мы получаем матрицу, в которой многие коэффициенты либо близки, либо равны нулю. Кроме того, благодаря несовершенству человеческого зрения, можно аппроксимировать коэффициенты более грубо без заметной потери качества изображения. Для этого используется квантование коэффициентов. В самом простом случае — это арифметический побитовый сдвиг вправо. При этом преобразовании теряется часть информации, но могут достигаться большие коэффициенты сжатия.
Процесс сжатия по схеме JPEG включает ряд этапов:
- преобразование изображения в оптимальное цветовое пространство;
- субдискретизация компонентов цветности усреднением групп пикселей;
- применение дискретных косинусных преобразований для уменьшения избыточности данных изображения;
- квантование каждого блока коэффициентов ДКП с применением весовых функций, оптимизированных с учетом визуального восприятия человеком;
- кодирование результирующих коэффициентов (данных изображения) с применением алгоритма группового кодирования и алгоритма Хаффмана для удаления избыточности информации.
Синтаксис и структура
Изображение JPEG содержит последовательность маркеров
| Аббревиатура | Байты | Длина | Имя | Комментарии | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| SOI | 0xFFD8 | нет | Начало изображения | |||
| SOF0 | 0xFFC0 | переменный размер | Начало фрагмента (Базовый DCT) | Показывает что это JPEG изображение относится к базовому DCT и содержит длину, высоту, количество компонент, и соотношение компонент (например, 4:2:0). | ||
| SOF2 | 0xFFC2 | переменный размер | Начало фрагмента (Прогрессивный DCT) | Показывает что это JPEG изображение относится к прогрессивному DCT и содержит длину, высоту, количество компонент, и соотношение компонент (например, 4:2:0). | ||
| DHT | 0xFFC4 | переменный размер | Содержит таблицы Хафмана | Задает одну или более таблиц Хафмана. | ||
| DQT | 0xFFDB | переменный размер | Содержит таблицы квантизации | Задает одну или более таблиц квантизации. | ||
| DRI | 0xFFDD | 2 байта | Указывает интервал повторений | Задает интервал между маркерами RST n, в макроблоках. | ||
| SOS | 0xFFDA | переменный размер | Начало сканирования | Начинает сканирование изображение сверху вниз. В базовом DCT JPEG изображении, используется один проход сканирования. В прогрессивных DCT JPEG изображения используется несколько проходов сканирования. Данный маркер является разделяющим между информативной и закодированной частью изображения. | ||
| RSTn | 0xFFDn | переменный размер | Перезапуск | Вставляется в каждом r макроблоке, где r — интервал перезапуска DRI маркера. Не используется при отстутствии DRI маркера. n, младшие 4 бита маркера кода, циклы от 0 до 7. | ||
| APPn | 0xFFEn | переменный размер | Задается приложением | Например, в Exif JPEG файле используется APP1 маркер для хранения метаданных, расположены в структуре, основанной на | Комментарий | Содержит текст комментария. |
| EOI | 0xFFD9 | нет | Конец изображения |
Достоинства и недостатки
К недостаткам формата следует отнести то, что при сильных степенях сжатия дает знать о себе блочная структура данных, изображение «дробится на квадратики» (каждый размером 8×8 пикселей). Этот эффект особенно заметен на областях с низкой пространственной частотой (плавные переходы изображения, например, чистое небо). В областях с высокой пространственной частотой (например, контрастные границы изображения), возникают характерные «артефакты» — иррегулярная структура пикселей искаженного цвета и/или яркости. Кроме того, из изображения пропадают мелкие цветные детали. Не стоит также забывать и о том, что данный формат не поддерживает прозрачность.
Однако, несмотря на недостатки, JPEG получил очень широкое распространение из-за высокой степени сжатия, относительно существующих во время его появления альтернатив.
См. также
- JPEG2000
- libjpeg
Примечания
- ↑ ISO/IEC 10918-1 : 1993(E) p.
36.
36.Ссылки
- The JPEG committee homepage
- Подробное описание алгоритма сжатия
- Спецификация формата (текстовый файл)
- Оптимизация JPEG. Часть 1, Часть 2, Часть 3.
JPEG — формат файла изображения
.JPEG вариант №
JPEG — это тип формата изображения, который сохраняется с использованием метода сжатия с потерями. Выходное изображение в результате сжатия представляет собой компромисс между размером хранилища и качеством изображения. Пользователи могут настроить уровень сжатия для достижения желаемого уровня качества и в то же время уменьшить размер хранилища. Качество изображения незначительно ухудшается, если к изображению применяется сжатие 10:1. Чем выше значение сжатия, тем выше ухудшение качества изображения.
Спецификации формата файла
Формат файла изображения JPEG был стандартизирован Объединенной группой экспертов по фотографии, отсюда и название JPEG. Формат был выбран для хранения и передачи фотографических изображений в Интернете.
Почти все операционные системы теперь имеют средства просмотра, поддерживающие визуализацию изображений JPEG, которые также часто хранятся с расширением JPG. Даже веб-браузеры поддерживают визуализацию изображений JPEG. Прежде чем перейти к спецификациям формата файла JPEG, необходимо упомянуть общий процесс, связанный с созданием JPEG.
Шаги сжатия JPEG
Преобразование: цветные изображения преобразуются из RGB в изображение яркости/цветности (глаз чувствителен к яркости, а не к цветности, так что часть цветности может потерять много данных и, следовательно, может быть сильно сжата.
Понижающая выборка: Понижающая выборка выполняется для цветного компонента, а не для яркостной составляющей. Понижающая выборка выполняется в соотношении 2:1 по горизонтали и 1:1 по вертикали (2 ч 1 В). Таким образом, изображение уменьшается в размере, так как компонент ‘y’ не затрагивается, нет заметной потери качества изображения.
** Организация в группы: ** Пиксели каждого цветового компонента организованы в группы 8 × 2 пикселей, называемые «единицами данных», если количество строк или столбцов не кратно 8, нижняя строка и крайний правый столбец дублируются.
Дискретное косинусное преобразование. Затем к каждой единице данных применяется дискретное косинусное преобразование (DCT) для создания карты преобразованных компонентов размером 8×8. DCT приводит к некоторой потере информации из-за ограниченной точности компьютерной арифметики. Это означает, что даже без карты будет некоторая потеря качества изображения, но обычно она невелика.
Квантование: Каждый из 64 преобразованных компонентов в единице данных делится на отдельное число, называемое его «Коэффициентом квантования (КК)», а затем округляется до целого числа. Здесь информация теряется безвозвратно, большой контроль качества приводит к большим потерям. В целом, большинство реализаций JPEG позволяют использовать таблицы контроля качества, рекомендованные стандартом JPEG.
Кодирование: 64 квантованных преобразованных коэффициента (которые теперь являются целыми числами) каждого блока данных кодируются с использованием комбинации RLE и кодирования Хаффмана.
Добавление заголовка: Последний шаг добавляет заголовок и все используемые параметры JPEG и выводит результат.
Декодер JPEG использует шаги в обратном порядке для создания исходного изображения из сжатого.
Структура файла
Изображение JPEG представлено в виде последовательности сегментов, где каждый сегмент начинается с маркера. Каждый маркер начинается с байта 0xFF, за которым следует флаг маркера, представляющий тип маркера. Полезная нагрузка, за которой следует маркер, зависит от типа маркера. Общие типы маркеров JPEG перечислены ниже:
| Короткое имя | Байты | Полезная нагрузка | Имя | Комментарии |
|---|---|---|---|---|
| SOI | 0xFF, 0xD8 | нет | Начало изображения | |
| S0F0 | 0xFF, 0xC0 | переменный размер | Начало кадра | |
| S0F2 | 0xFF, 0xC2 | переменный размер | Начало кадра | |
| DHT | 0xFF, 0xC4 | переменный размер | Определить таблицы Хаффмана | |
| DQT | 0xFF, 0xDB | переменный размер | Определить таблицу(ы) квантования | |
| DRI | 0xFF, 0xDD | 4 байта | Определить интервал перезапуска | |
| SOS | 0xFF, 0xDA | переменный размер | Начало сканирования | |
| RSTn | 0xFF, 0xD//n//(/ru//n//#0. .7) | нет | Перезагрузка | |
| APPn | 0xFF, 0xE//n// | размер переменной | Зависит от приложения | |
| COM | 0xFF, 0xFE | переменный размер | Комментарий | |
| EOI | 0xFF, 0xD9 | нет | Конец изображения |
В данных с энтропийным кодированием после любого байта 0xFF кодировщик вставляет байт 0x00 перед следующим байтом, чтобы не было маркера там, где он не предназначен, что предотвращает ошибки кадрирования. Декодеры должны пропустить этот байт 0x00. Этот метод, называемый заполнение байтами (см. раздел F.1.2.3 спецификации JPEG), применяется только к данным с энтропийным кодированием, а не к данным полезной нагрузки маркера. . Обратите внимание, однако, что данные с энтропийным кодированием имеют несколько собственных маркеров; в частности, маркеры сброса (от 0xD0 до 0xD7), которые используются для изоляции независимых фрагментов данных с энтропийным кодированием, чтобы обеспечить параллельное декодирование, и кодировщики могут свободно вставлять эти маркеры сброса через равные промежутки времени (хотя не все кодеры делают это).
JPEG: Joint Photographic Experts Group
В настоящее время Лаборатория сохранения фотоизображений, микрофильмов и текстов использует формат JPEG/JFIF (а также TIFF) для большинства распространяемых файлов. Файлы JPEG хорошо подходят для онлайн-доступа и использования и сжимаются для более быстрой онлайн-передачи. Файлы JPEG создаются для использования в онлайн-каталоге NARA, а также в других внутренних базах данных, а также для многих справочных запросов.
Файлы JPEG/JFIF NARA идентифицируются как PUID fmt/44 в базе данных PRONOM.
Хотя JPEG/JFIF является официальным полным названием формата файла (формат обмена файлами Объединенной группы экспертов по фотографии/JPEG), трехсимвольное расширение имени файла — JPG.
Мы использовали здесь трехсимвольное имя файла в соответствии с тем, как формат файла чаще всего выражается в виде расширения имени файла.
| Копии дистрибутива | Образ стандартного дистрибутива [IMG-D1] | TIFF: формат файла изображения с тегами JPEG: Объединенная группа экспертов по фотографии PDF: переносимый формат документа |
|---|---|---|---|
| Копии дистрибутива | Образ дистрибутива размером с букву [IMG-D2] | JPEG: Объединенная группа экспертов по фотографии |
| Копии дистрибутива | Сканирование по требованию [IMG-D6] | TIFF: формат файла изображения с тегами JPEG: Объединенная группа экспертов по фотографии PDF: переносимый формат документа |
| Текстовые, микрографические и картографические записи, плакаты и иллюстрированные материалы | Копии дистрибутива | Запрос платы за оптический диск [TXT-D1] | JPEG: Объединенная группа экспертов по фотографии PDF: переносимый формат документа |
| Текстовые, микрографические и картографические записи, плакаты и иллюстрированные материалы | Мастер репродукции | Медиана текста – ч/б [TXT-R1] | TIFF: формат файла изображения с тегами JPEG: Объединенная группа экспертов по фотографии |
| Текстовые, микрографические и картографические записи, плакаты и иллюстрированные материалы | Мастер репродукции | Медиана текста — оттенки серого [TXT-R2] | TIFF: формат файла изображения с тегами JPEG: Объединенная группа экспертов по фотографии |
| Текстовые, микрографические и картографические записи, плакаты и иллюстрированные материалы | Мастер репродукции | Медиана текста — цвет [TXT-R3] | TIFF: формат файла изображения с тегами JPEG: Объединенная группа экспертов по фотографии |
Верх страницы
JPG и JPEG: в чем разница
При работе с фотографиями мы часто сталкиваемся с двумя распространенными расширениями: JPG и JPEG.
Иногда это может сбивать с толку, поскольку они настолько идентичны, что их бывает трудно отличить друг от друга. Однако оба формата широко используются в Интернете, а это означает, что большинство изображений, которые мы загружаем, имеют формат JPG или JPEG.
Однако немногие люди могут различить разницу между JPG и JPEG, и если вы не знаете о различиях между этими двумя форматами изображений, не волнуйтесь. В этом JPG VS JPEG , вы обнаружите различия и руководство по преобразованию JPEG в JPG. Давайте идти!
Различия между JPG и JPEG
JPG и JPEG — это взаимозаменяемые расширения файлов, относящиеся к одному и тому же формату цифровых изображений. JPEG расшифровывается как «Joint Photographic Experts Body», технологическая отраслевая группа, которая установила формат изображений JPEG, который широко используется в цифровых камерах, социальных сетях и Интернете.
Основное различие между JPG и JPEG заключается в том, что расширение .jpg является сокращенной формой расширения .
jpeg. JPG — это трехбуквенное расширение файла, а JPEG — четырехбуквенное расширение файла. В результате файлы JPEG имеют более высокую точность цветопередачи, чем файлы JPG. Поскольку в более ранней версии Windows им требовались трехбуквенные расширения, JPEG был сокращен до JPG. Поскольку в UNIX этого ограничения не было, пользователи UNIX и MAC продолжали использовать расширение .jpeg.
Так как это растровые изображения, а не векторы, форматы файлов .jpeg и .jpg идеально подходят для цифровой фотографии. Кроме того, оба типа файлов теряют качество при сжатии, а JPEG и JPG являются аббревиатурами одного и того же подкомитета ISO.
Могу ли я преобразовать JPEG в JPG
Да, вы можете преобразовать файл JPEG в JPG. Хотя для этой цели существует несколько конвертеров, в этом разделе мы будем использовать IrfanView. IrfanView — это полнофункциональный редактор изображений с несколькими настройками, которые хорошо организованы и просты в использовании. Кроме того, он имеет чистый и понятный пользовательский интерфейс, который не пугает новичков, но скрывает за собой практичную и полезную программу.
Чтобы преобразовать JPEG в JPG с помощью IrfanView, выполните следующие действия:
Шаг 1: Загрузите и установите IrfanView и запустите его. Теперь нажмите File и выберите Open , чтобы открыть файл JPEG.
Шаг 2: После загрузки изображения снова щелкните Файл и выберите Сохранить.
Шаг 3: Теперь выберите выходной формат JPG для преобразования. Вы также можете изменить имя файла. После этого нажмите на Сохранить.
Кроме того, если вы являетесь пользователем Mac, мы рекомендуем использовать Preview для преобразования изображений JPEG в JPG.
Заключение
JPG и JPEG являются наиболее часто используемыми расширениями файлов и методами сжатия для хранения и сохранения цифровых фотографий. Это важно для владельцев веб-сайтов, которые хотят представить эстетически привлекательную графику, обеспечивая при этом отличный пользовательский опыт.
Однако, если вы задавались вопросом о разнице между JPG и JPEG, мы надеемся, что после прочтения этой статьи вы поняли, что разницы нет.