Что означает формат jpg. Как открыть ваш файл JPG. Перевод изображения в формат jpeg

Формат цифровых фотографий JPEG это один из самых популярных алгоритмов хранения фотоизображений. Он был разработан в 1987 году группой объединенных экспертов по фотографии. На английском языке это пишется как Joint Photographic Expert Group. По первым буквам этих слов и был назван формат, который произносится как «джейпег».

Файловый формат JPEG изначально создавался для передачи цифровых изображений, в том числе фотографий и текстов по каналам цифровой и факсимильной связи. Для этого был разработан стандарт сжатия данных графической информации, файлы которого могут иметь расширения jpg, jpe, jpeg или jfif.

Алгоритм хранения графической информации, заложенный в файловом формате JPEG, является методом сжатия с потерями, позволяет сжимать данные с достаточно высокой скоростью и эффективностью. В формате JPEG фотографии можно сохранять с глубиной цвета до 24 бит/пиксел и размером их сторон не более 65535 пикселей (2311,93 см).

Сжатие файлов фотографий формата JPEG

Процесс сжатия цифровой фотографии в формате JPEG производится не сразу, а поэтапно. Первым делом цифровое изображение переводится из цветового пространства RGB в YCbCr. В нем компонента Y отвечает за яркость изображения и кодируется полностью. Компоненты Cb и Cr это цветоразностные каналы. Они уменьшают информацию о цвете (рис.1).

Рис.1 Соотношения цветов в формате JPEG для перевода фотографии из цветового пространства RGB в YCbCr.

Затем вся фотография разбивается на отдельные квадраты размером 8x8 пикселей и над каждым из них производится преобразование. При этом каждый квадрат в формате JPEG раскладывается на составные цвета для подсчета частоты появления их по всему полю фотографии.

Такой анализ позволяет выделить необходимую информацию о верхнем диапазоне цветового спектра изображения и частично от нее избавиться. При этом также отбрасывается и часть яркостной информации канала Y, связанная с каналами Cb и Cr. Это почти не заметно на фотографиях, но зато позволяет уменьшить размеры файлов формата JPEG.

Объем удаляемой из файла JPEG информации во время такой обработки сильно зависит от указанного уровня сжатия, и чем он больше, тем хуже качество фотографии. Полученное таким способом изображение уже ни когда нельзя вернуть к первоначальному виду. Именно по этой причине JPEG называется форматом сжатия с потерями (рис.2).

Рис.2 Пример увеличенного фрагмента фотографии формата JPEG с разным уровнем сжатия.

На завершающем этапе сжатия фотографии в формате JPEG кодируются цвета и яркость изображения. При этом сохраняются только отличия 64-х пиксельных квадратов, а вся одинаковая информация удаляется. Затем результаты такого кодирования представляются числами, которые тоже сжимаются по специальному алгоритму.

Размер файла после сжатия фотографии в формате JPEG по сравнению с исходным файлом напрямую зависит от детализации изображения и чем больше мелких деталей, тем больше размер файла. Лучше сжимаются те фотографии, где меньше шума и больше плавных цветовых и яркостных переходов. Чем выше контраст, тем хуже сжимается фотография (рис.3).

Рис.3 Файлы этих изображений в формате TIFF имеют размеры 168 Кб. В формате JPEG левая фотография имеет размер 12 Кб, а правая 29 Кб. Разница между изображениями только в цветовом шуме.

Для просмотра фотографий закодированных в формате JPEG сначала их надо декодировать. Этот процесс выполняется специальной программой также поэтапно, но в обратном кодированию порядке. При этом переход из пространства YCbCr обратно в RGB проходит уже по другим заранее определенным соотношениям (рис.4).

Рис.4 Соотношения компонентов YCbCr в формате JPEG для перевода фотографии обратно в пространство RGB.

Преимущества фотографий формата JPEG

Формат JPEG приобрел популярность в цифровой фотографии в связи с тем, что алгоритм его сжатия позволяет сильно сжимать информацию и при этом сохранять плавные переходы яркости и цвета. Файлы формата JPEG могут иметь небольшой размер и при этом сохранять приемлемое качество изображений.

Этот формат используется во всех цифровых фотокамерах для хранения полученных фотокадров. Все фотографии, сохраненные в формате JPEG можно сразу использовать по назначению. У них оптимально подобрана яркость, контрастность и насыщенность. Для их доработки не требуется какой-либо особенной программы. Все делается в фотоаппарате (рис.5).

Рис.5 Примеры стилевых настроек фотоаппарата для фотографий формата JPEG.

Кроме того, при съемке фотографий в формате JPEG процесс обработки изображения и его кодирование занимает намного меньше времени чем, например, в формате . Это позволяет увеличить скорость серийной фотосъемки и количество отснятых кадров, что бывает очень важно для таких жанров фотосъемки как «Спорт» или «Репортаж».

Фотографии в формате JPEG можно без проблем просмотреть на любом электронном устройстве, где есть такая функция: телевизор, компьютер, планшет, сотовый телефон, игровые устройства и другие. Этот стандарт кодирования изображений является универсальным. Он поддерживается на всех основных платформах – Windows, Mac OS, Linux, Android, iOS.

Размер файлов формата JPEG позволяет быстро пересылать фотографии по каналам связи, что делает его незаменимым для сети Интернет. Этот формат является основным для размещения фотографий на фото сайтах, форумах и в социальных сетях.

Недостатки формата JPEG для фотографий

Главным недостатком фотографий формата JPEG можно считать то, что их нельзя сохранять повторно. После каждого сохранения таких файлов они теряют качество изображений и чем больше уровень сжатия, тем их качество хуже. Именно по этой причине не нужно сохранять результаты промежуточной обработки фотографий в формат JPEG (рис.6).

Рис.6 Пример фрагмента одной фотографии до и после трехразового сохранения в формате JPEG со средним качеством.

Еще одним недостатком формата JPEG при редактировании фотографий является то, что он не сохраняет слои и альфа каналы. Например, нельзя отложить обработку фотографий с помощи масок или корректирующих слоев и вернуться к этой работе позже (рис.7).

Рис.7 Пример сложной обработки фотографий в программе Photoshop, результаты которой нельзя сохранить в формате JPEG.

Кроме того, при редактировании цифровых фотографий часто требуется большая глубина цвета, а в формате JPEG он ограничен 256 значениями на канал. Этого недостаточно для высококачественной цветопередачи и также является недостатком фотографий формата JPEG.

Перечисленные выше недостатки формата JPEG создают ограничения в работе фотографа по улучшению фотографий после фотосъемки, но еще есть и другие. Они ухудшают качество изображения фотографии сразу в момент их сохранения в фотокамере или при сканировании фотопленки. К таким недостаткам относятся следующие семь.

1.Искажение цвета.
2.Потеря детализации.
3.Ухудшение резкости.
4.Ореолы вокруг контуров.
5.Ступенчатость линий.
6.Появление шумов.
7.Мозаичность.

Эти недостатки фотографий формата JPEG напрямую зависят от уровня сжатия информации. Для того чтобы свести потери к минимуму следует всегда сохранять первоисточники цифровых фотографий с минимально возможным сжатием или по-другому – с максимальным качеством. При этом существуют разные шкалы для выбора качества фотографий.

Шкала качества фотографий в формате JPEG

При сохранении цифровых фотографий в формате JPEG всегда задается степень сжатия информации в относительных единицах. Чаще всего для этого используется шкала от 1 до 10 или до 12 (рис.8).

Рис.8 Окно программы Photoshop для сохранения фотографий в формате JPEG по шкале качества 1 – 12.

Для более точной установки уровня сжатия встречаются и более мелкие шкалы, например от 1 до 100. Такая шкала используется для сохранения фотографий в формате JPEG при сканировании (рис.9).

Рис.9 Окно TWAIN-драйвера для сохранения фотографий в формате JPEG при сканировании на сканере Epson.

Иногда для сохранения фотографий в формате JPEG применяются более компактные шкалы, состоящие всего из пяти или трех позиций. В таких шкалах выбирается не сжатие фотографии, а качество ее изображения и не цифрами, а словами русского или английского языка (рис.10).

Рис.10 Одно из окон программы Photoshop для сохранения фотографий в формате JPEG по упрощенной шкале.

Самая простая шкала выбора ступени качества для фотографий формата JPEG используется в цифровых фотокамерах. Она состоит всего из трех позиций, которые определяют условный размер файла фотографии. Они обозначаются буквами английского языка «L», «M», «S» от слов Large – большой, Medium - средний, Small – маленький (рис.11).

Рис.11 Две шкалы качества формата JPEG для сохранения фотографий в цифровом фотоаппарате.

При сохранении цифровых фотографий в формате JPEG важно помнить, что на разных шкалах большое число может соответствовать и качеству изображения (), и коэффициенту его сжатия (). По своей сути они являются прямой противоположностью.

В первом случаи большему числу соответствует максимальное качество изображения, а во втором минимальное. При сохранении файла формата JPEG легко ошибиться и ухудшить качество фотографии, которое потом нельзя будет восстановить. А кроме этого у формата JPEG есть и другие особенности сохранения фотографий, которые нужно обязательно знать.

Как сохранять фотографии в формате JPEG

Учитывая все достоинства и недостатки файлового формата JPEG надо уметь правильно использовать его для фотографий разного назначения. Это помогает экономить дисковое пространство для их хранения и при этом сохранять высокое качество фотоизображений.

Основной ошибкой многих фотографов является недопонимание самого принципа сжатия информации в файловом формате JPEG. Это приводит к тому, что фотографии других более «тяжелых» графических форматов для экономии места переводят в формат JPEG, обрабатывают несколько раз и при этом еще сильно сжимают.

Все это можно делать только с копиями фотографий, предназначенными для определенных целей. Важно всегда помнить о том, что формат JPEG предназначен в основном для эффективного просмотра фотографий или для их печати. Но это только в тех случаях, когда фотографии не нужно дорабатывать после фотосъемки или после сканирования.

Для повышения качества фотографий формата JPEG сначала их следует перевести в формат TIFF или PSD. Копии файлов этих форматов имеют большой размер, но зато у них отсутствуют недостатки присущие JPEG-файлам. Опять вернуть фотографии в формат JPEG можно только после окончательного завершения их обработки (рис.12).

Рис.12 Улучшение качества фотографий формата JPEG.

При любых вариантах сохранения цифровых фотографий формата JPEG надо всегда устанавливать цветовой профиль sRGB. Он поддерживается всеми графическими программами, всеми техническими устройствами и на всех платформах. Это позволяет видеть фотографии везде одинаково.

Хотя формат JPEG поддерживает и другие цветовые пространства, из-за их большого цветового охвата некоторые цвета будут обрезаны, и такие фотографии везде будут смотреться по-разному. Для сохранения других цветовых профилей с большим количеством цветов нужно использовать другие файловые форматы. О них читайте в следующих статьях.

Главный писатель по вопросам технологий

Вам кто-то послал по электронной почте файл JPG, и вы не знаете, как его открыть? Может быть, вы нашли файл JPG на вашем компьютере и вас заинтересовало, что это за файл? Windows может сказать вам, что вы не можете открыть его, или, в худшем случае, вы можете столкнуться с соответствующим сообщением об ошибке, связанным с файлом JPG.

До того, как вы сможете открыть файл JPG, вам необходимо выяснить, к какому виду файла относится расширения файла JPG.

Tip: Incorrect JPG file association errors can be a symptom of other underlying issues within your Windows operating system. These invalid entries can also produce associated symptoms such as slow Windows startups, computer freezes, and other PC performance issues. Therefore, it highly recommended that you scan your Windows registry for invalid file associations and other issues related to a fragmented registry.

Ответ:

Файлы JPG имеют Файлы растровых изображений, который преимущественно ассоциирован с CompactDRAW e-JPG Graphic (MediaChance).

Файлы JPG также ассоциированы с JPEG/JIFF Image и FileViewPro.

Иные типы файлов также могут использовать расширение файла JPG. Если вам известны любые другие форматы файлов, использующие расширение файла JPG, пожалуйста, свяжитесь с нами , чтобы мы смогли соответствующим образом обновить нашу информацию.

Как открыть ваш файл JPG:

Самый быстрый и легкий способ открыть свой файл JPG - это два раза щелкнуть по нему мышью. В данном случае система Windows сама выберет необходимую программу для открытия вашего файла JPG.

В случае, если ваш файл JPG не открывается, весьма вероятно, что на вашем ПК не установлена необходимая прикладная программа для просмотра или редактирования файлов с расширениями JPG.

Если ваш ПК открывает файл JPG, но в неверной программе, вам потребуется изменить настройки ассоциации файлов в вашем реестре Windows. Другими словами, Windows ассоциирует расширения файлов JPG с неверной программой.

Установить необязательные продукты - FileViewPro (Solvusoft) | | | |

JPG Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME):

• mime image/jpeg

JPG Инструмент анализа файлов™

Вы не уверены, какой тип у файла JPG? Хотите получить точную информацию о файле, его создателе и как его можно открыть?

Теперь можно мгновенно получить всю необходимую информацию о файле JPG!

Революционный JPG Инструмент анализа файлов™ сканирует, анализирует и сообщает подробную информацию о файле JPG. Наш алгоритм (ожидается выдача патента) быстро проанализирует файл и через несколько секунд предоставит подробную информацию в наглядном и легко читаемом формате.†

Уже через несколько секунд вы точно узнаете тип вашего файла JPG, приложение, сопоставленное с файлом, имя создавшего файл пользователя, статус защиты файла и другую полезную информацию.

Чтобы начать бесплатный анализ файла, просто перетащите ваш файл JPG внутрь пунктирной линии ниже или нажмите «Просмотреть мой компьютер» и выберите файл. Отчет об анализе файла JPG будет показан внизу, прямо в окне браузера.

Перетащите файл JPG сюда для начала анализа

Просмотреть мой компьютер »

Пожалуйста, также проверьте мой файл на вирусы

Ваш файл анализируется... пожалуйста подождите.

Практически во всех отраслях работы за компьютером требуется использовать изображения – вебмастерство, дизайн, создание презентаций и прочее. И, конечно же, все знают и часто встречают формат изображения Jpeg. Однако, иногда на практике можно увидеть и картинки с похожим форматом jpg. Чем отличается Jpg от Jpeg? Вроде разница только в одной букве, но есть ли отличия на практике? Об этом вы узнаете в данной статье.

Чем отличается Jpg от Jpeg

Не буду тянуть резину, и сразу к делу – отличие межу Jpg и Jpeg заключается только в букве «e». На практике при работе с файлами этих форматов никаких отличий нет. Это абсолютно одинаковые форматы изображений.

Но почему из одного формата возникла два расширения файлов? Всё очень просто. В старых операционных системах нельзя было дать расширению файла значение, содержащее более чем три символа. В связи с этим, расширение Jpeg сократили до Jpg. В новых же версиях операционных систем, расширение может содержать и четыре, и пять символов, и даже больше. Поэтому было решено вернуть картинкам букву «e» и на практике стали применять вариант Jpeg. Однако традиция записывать формат в трёхбуквенном варианте до сих пор осталась, поэтому и сегодня в новых операционных системах всё ещё можно встретить написание Jpg.

Как изменить Jpg на Jpeg и наоборот

Мы выяснили, чем отличается Jpg от Jpeg. Теперь давайте посмотрим, как изменить один формат на другой. В отличие от других случаев, здесь нет необходимости использовать какие-либо специальные конвертеры форматов.

Так как мы установили, что отличие Jpeg от Jpg лишь в дополнительной букве «e», то очевидно, что для изменения одного формата на другой достаточно только дописать в расширение файла букву «e», либо убрать её.

Обычно в Windows по умолчанию отображение расширения файлов скрыто. Включить его можно в свойствах папки, во вкладке «Вид».

Также для просмотра и редактирования расширения файла можно использовать популярный файловый менеджер «Total Commander».

Вы уже открыли магазин в интернете, но недовольны ростом продаж и числом покупателей? Тогда самое время подключать соцсети. Как правильно построить SMM продвижение и использовать контент маркетинг в социальных сетях, узнайте на сайте прайс смм . Идеи, находки, лайфхаки помогут стать популярнее, привлечь подписчиков-покупателей и, конечно, заработать.

При изменении расширения файла будьте внимательны. Убирать и добавлять можно только букву «е», которая находится после буквы «p». Если вы ошибётесь, то вы затруднитесь потом открыть своё изображение.

Объявление

Формат файлов JPG Raster image

Фото и изображения, которые необходимо передать по электронной почте или выложить в Интернет, должны быть сжаты с целью уменьшения времени их выгрузки и загрузки, а также с целью экономии ресурсов Интернет-канала. Для этого обычно используют изображения в формате JPG. Сжатие с потерями равномерно по всему изображению, причем чем ниже степень сжатия, тем более четким становится изображение. Цифровые фотоаппараты очень часто работают именно с файлами JPG. Кроме того, для загрузки фото в Интернете необходим именно этот формат (при этом некоторые сервисы позволяют загружать и другие файлы). Файлы JPG в наибольшей мере подходят для хранения фотографий и репродукций, а не изображений с более четкими линиями и резкой сменой цветов. Кроме того, текст также весьма плохо отображается на таких файлах.

Технические сведения о файлах JPG

Сжатие с потерями изображений JPG обычно составляет 10 к 1, что приводит к потере качества. Два основных типа изображений JPG - JPG/JFIF (используемые для хранения и отправки фотографий он-лайн), а также JPG/Exif (используемые во многих фотоаппаратах). Из-за определенного метода сжатия снимков JPG происходит определенная потеря данных, т.е. редактировать такие снимки слишком радикально не стоит, т.к. каждый сеанс редактирования уменьшает качество снимка. Это происходит из-за повторных сжатий после каждого редактирования. Файлы JPG в наибольшей степени подходят для презентации окончательного варианта снимка, в то время как для редактирование лучше всего использовать несжатые файлы. Сжатие в отношении 100 к 1 также возможно, однако потери качества будут слишком заметными. Рекомендуем не увеличивать степень сжатия выше 20 к 1. Это позволит сохранить качество снимка, а также снизить кол-во посторонней информации на фото.

Дополнительная информация о формате JPG

Область применения

Алгоритм JPEG в наибольшей степени пригоден для сжатия фотографий и картин, содержащих реалистичные сцены с плавными переходами яркости и цвета. Наибольшее распространение JPEG получил в цифровой фотографии и для хранения и передачи изображений с использованием сети Интернет .

С другой стороны, JPEG малопригоден для сжатия чертежей, текстовой и знаковой графики, где резкий контраст между соседними пикселами приводит к появлению заметных артефактов . Такие изображения целесообразно сохранять в форматах без потерь, таких как TIFF , GIF или PNG .

JPEG (как и другие методы искажающего сжатия) не подходит для сжатия изображений при многоступенчатой обработке, так как искажения в изображения будут вноситься каждый раз при сохранении промежуточных результатов обработки.

JPEG не должен использоваться и в тех случаях, когда недопустимы даже минимальные потери, например, при сжатии астрономических или медицинских изображений. В таких случаях может быть рекомендован предусмотренный стандартом JPEG режим сжатия Lossless JPEG (который, однако, не поддерживается большинством популярных кодеков) или стандарт сжатия JPEG-LS .

Сжатие

При сжатии изображение преобразуется из цветового пространства RGB в YCbCr (YUV). Следует отметить, что стандарт JPEG (ISO/IEC 10918-1) никак не регламентирует выбор именно YCbCr, допуская и другие виды преобразования (например, с числом компонентов , отличным от трёх), и сжатие без преобразования (непосредственно в RGB), однако спецификация JFIF (JPEG File Interchange Format, предложенная в 1991 году специалистами компании C-Cube Microsystems, и ставшая в настоящее время стандартом де-факто) предполагает использование преобразования RGB->YCbCr.

После преобразования RGB->YCbCr для каналов изображения Cb и Cr, отвечающих за цвет, может выполняться «прореживание» (subsampling ), которое заключается в том, что каждому блоку из 4 пикселов (2х2) яркостного канала Y ставятся в соответствие усреднённые значения Cb и Cr (схема прореживания «4:2:0» ). При этом для каждого блока 2х2 вместо 12 значений (4 Y, 4 Cb и 4 Cr) используется всего 6 (4 Y и по одному усреднённому Cb и Cr). Если к качеству восстановленного после сжатия изображения предъявляются повышенные требования, прореживание может выполняться лишь в каком-то одном направлении - по вертикали (схема «4:4:0») или по горизонтали («4:2:2»), или не выполняться вовсе («4:4:4»).

Стандарт допускает также прореживание с усреднением Cb и Cr не для блока 2х2, а для четырёх расположенных последовательно (по вертикали или по горизонтали) пикселов, то есть для блоков 1х4, 4х1 (схема «4:1:1»), а также 2х4 и 4х2 (схема «4:1:0»). Допускается также использование различных типов прореживания для Cb и Cr, но на практике такие схемы применяются исключительно редко.

Далее яркостный компонент Y и отвечающие за цвет компоненты Cb и Cr разбиваются на блоки 8х8 пикселов. Каждый такой блок подвергается дискретному косинусному преобразованию (ДКП) . Полученные коэффициенты ДКП квантуются (для Y, Cb и Cr в общем случае используются разные матрицы квантования) и пакуются с использованием кодирования серий и кодов Хаффмана . Стандарт JPEG допускает также использование значительно более эффективного арифметического кодирования , однако из-за патентных ограничений (патент на описанный в стандарте JPEG арифметический QM-кодер принадлежит IBM) на практике оно используется редко. В популярную библиотеку libjpeg последних версий включена поддержка арифметического кодирования, но с просмотром сжатых с использованием этого метода изображений могут возникнуть проблемы, поскольку многие программы просмотра не поддерживают их декодирование.

Матрицы, используемые для квантования коэффициентов ДКП, хранятся в заголовочной части JPEG-файла. Обычно они строятся 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.

При сохранении изображения в JPEG-файле указывается параметр качества, задаваемый в некоторых условных единицах, например, от 1 до 100 или от 1 до 10. Большее число обычно соответствует лучшему качеству (и большему размеру сжатого файла). Однако даже при использовании наивысшего качества (соответствующего матрице квантования, состоящей из одних только единиц) восстановленное изображение не будет в точности совпадать с исходным, что связано как с конечной точностью выполнения ДКП, так и с необходимостью округления значений Y, Cb, Cr и коэффициентов ДКП до ближайшего целого. Режим сжатия Lossless JPEG, не использующий ДКП, обеспечивает точное совпадение восстановленного и исходного изображений, однако его малая эффективность (коэффициент сжатия редко превышает 2) и отсутствие поддержки со стороны разработчиков программного обеспечения не способствовали популярности Lossless JPEG.

Разновидности схем сжатия JPEG

Стандарт JPEG предусматривает два основных способа представления кодируемых данных.

Наиболее распространённым, поддерживаемым большинством доступных кодеков , является последовательное (sequential JPEG) представление данных, предполагающее последовательный обход кодируемого изображения поблочно слева направо, сверху вниз. Над каждым кодируемым блоком изображения осуществляются описанные выше операции, а результаты кодирования помещаются в выходной поток в виде единственного «скана», то есть массива кодированных данных, соответствующего последовательно пройденному («просканированному») изображению. Основной или «базовый» (baseline) режим кодирования допускает только такое представление. Расширенный (extended) режим наряду с последовательным допускает также прогрессивное (progressive JPEG) представление данных.

В случае progressive JPEG сжатые данные записываются в выходной поток в виде набора сканов, каждый из которых описывает изображение полностью с всё большей степенью детализации. Это достигается либо путём записи в каждый скан не полного набора коэффициентов ДКП, а лишь какой-то их части: сначала - низкочастотных, в следующих сканах - высокочастотных (метод «spectral selection» то есть спектральных выборок), либо путём последовательного, от скана к скану, уточнения коэффициентов ДКП (метод «successive approximation», то есть последовательных приближений). Такое прогрессивное представление данных оказывается особенно полезным при передаче сжатых изображений с использованием низкоскоростных каналов связи, поскольку позволяет получить представление обо всём изображении уже после передачи незначительной части JPEG-файла.

Обе описанные схемы (и sequential, и progressive JPEG) базируются на ДКП и принципиально не позволяют получить восстановленное изображение абсолютно идентичным исходному. Однако стандарт допускает также сжатие, не использующее ДКП, а построенное на основе линейного предсказателя (lossless, то есть «без потерь», JPEG), гарантирующее полное, бит-в-бит, совпадение исходного и восстановленного изображений. При этом коэффициент сжатия для фотографических изображений редко достигает 2, но гарантированное отсутствие искажений в некоторых случаях оказывается востребованным. Заметно большие степени сжатия могут быть получены при использовании не имеющего, несмотря на сходство в названиях, непосредственного отношения к стандарту JPEG ISO/IEC 10918-1 (ITU T.81 Recommendation) метода сжатия JPEG-LS , описываемого стандартом ISO/IEC 14495-1 (ITU T.87 Recommendation).

Синтаксис и структура

Файл JPEG содержит последовательность маркеров , каждый из которых начинается с байта 0xFF, свидетельствующего о начале маркера, и байта-идентификатора. Некоторые маркеры состоят только из этой пары байтов, другие же содержат дополнительные данные, состоящие из двухбайтового поля с длиной информационной части маркера (включая длину этого поля, но за вычетом двух байтов начала маркера то есть 0xFF и идентификатора) и собственно данных. Такая структура файла позволяет быстро отыскать маркер с необходимыми данными (например, с длиной строки, числом строк и числом цветовых компонентов сжатого изображения).

Расширение файла	.jpg
Категория файлов
Файл-пример	(7,1 MiB) (182,90 KiB)
Связанные программы	Adobe Photoshop Adobe Suite Apple Preview Corel Paint Shop Pro Microsoft Office Microsoft Windows Photo Gallery Viewer Most web browsers

Основные маркеры JPEG

Маркер	Байты	Длина	Назначение	Комментарии
SOI	0xFFD8	нет	Начало изображения
SOF0	0xFFC0	переменный размер	Начало фрейма (базовый, ДКП)	Показывает что изображение кодировалось в базовом режиме с использованием ДКП и кода Хаффмана. Маркер содержит число строк и длину строки изображения (двухбайтовые поля со смещением соответственно 5 и 7 относительно начала маркера), количество компонентов (байтовое поле со смещением 8 относительно начала маркера), число бит на компонент (байтовое поле со смещением 4 относительно начала маркера), а также соотношение компонентов (например, 4:2:0).
SOF1	0xFFC1	переменный размер	Начало фрейма (расширенный, ДКП, код Хаффмана)	Показывает что изображение кодировалось в расширенном (extended) режиме с использованием ДКП и кода Хаффмана. Маркер содержит число строк и длину строки изображения, количество компонентов, число бит на компонент, а также соотношение компонентов (например, 4:2:0).
SOF2	0xFFC2	переменный размер	Начало фрейма (прогрессивный, ДКП, код Хаффмана)	Показывает что изображение кодировалось в прогрессивном режиме с использованием ДКП и кода Хаффмана. Маркер содержит число строк и длину строки изображения, количество компонентов, число бит на компонент, а также соотношение компонентов (например, 4:2:0).
DHT	0xFFC4	переменный размер	Содержит таблицы Хаффмана	Задает одну или более таблиц Хаффмана.
DQT	0xFFDB	переменный размер	Содержит таблицы квантования	Задает одну или более таблиц квантования.
DRI	0xFFDD	4 байта	Указывает интервал повторений	Задает интервал между маркерами RST n в макроблоках.
SOS	0xFFDA	переменный размер	Начало сканирования	Начало первого или очередного скана изображения с направлением обхода слева направо сверху вниз. Если использовался базовый режим кодирования, используется один скан. При использовании прогрессивных режимов используется несколько сканов. Маркер SOS является разделяющим между информативной (заголовком) и закодированной (собственно сжатыми данными) частями изображения.
RSTn	0xFFDn	нет	Перезапуск	Вставляется в каждом r макроблоке, где r - интервал перезапуска DRI маркера. Не используется при отсутствии DRI маркера. n , младшие 3 бита маркера кода, циклы от 0 до 7.
APPn	0xFFEn	переменный размер	Задаётся приложением	Например, в EXIF JPEG-файла используется маркер APP1 для хранения метаданных, расположеных в структуре, основанной на TIFF .
COM	0xFFFE	переменный размер	Комментарий	Содержит текст комментария.
EOI	0xFFD9	нет	Конец закодированной части изображения.

Достоинства и недостатки

К недостаткам сжатия по стандарту JPEG следует отнести появление на восстановленных изображениях при высоких степенях сжатия характерных артефактов : изображение рассыпается на блоки размером 8x8 пикселов (этот эффект особенно заметен на областях изображения с плавными изменениями яркости), в областях с высокой пространственной частотой (например, на контрастных контурах и границах изображения) возникают артефакты в виде шумовых ореолов. Следует отметить, что стандарт JPEG (ISO/IEC 10918-1, Annex K, п. K.8) предусматривает использование специальных фильтров для подавления блоковых артефактов, но на практике подобные фильтры, несмотря на их высокую эффективность, практически не используются. Однако, несмотря на недостатки, JPEG получил очень широкое распространение из-за достаточно высокой (относительно существовавших во время его появления альтернатив) степени сжатия, поддержке сжатия полноцветных изображений и относительно невысокой вычислительной сложности .

Производительность сжатия по стандарту JPEG

Для ускорения процесса сжатия по стандарту JPEG традиционно используется распараллеливание вычислений, в частности - при вычислении ДКП. Исторически одна из первых попыток ускорить процесс сжатия с использованием такого подхода описана в опубликованной в 1993 г. статье Касперовича и Бабкина , в которой предлагалась оригинальная аппроксимация ДКП, делающая возможным эффективное распараллеливание вычислений с использованием 32-разрядных регистров общего назначения процессоров Intel 80386. Появившиеся позже более производительные вычислительные схемы использовали SIMD -расширения набора инструкций процессоров архитектуры x86. Значительно лучших результатов позволяют добиться схемы, использующие вычислительные возможности графических ускорителей (технологии NVIDIA CUDA и AMD FireStream) для организации параллельных вычислений не только ДКП, но и других этапов сжатия JPEG (преобразование цветовых пространств, run-level, статистическое кодирование и т.п.), причём для каждого блока 8х8 кодируемого или декодируемого изображения. В статье была впервые [источник? ] представлена реализация распараллеливания всех стадий алгоритма JPEG по технологии CUDA, что значительно ускорило производительность сжатия и декодирования по стандарту JPEG.

В 2010 году ученые из проекта PLANETS поместили инструкции по чтению формата JPEG в специальную капсулу, которую поместили в специальный бункер в швейцарских Альпах. Сделано это было с целью сохранения для потомков информации о популярных в начале XXI века цифровых форматах.

См. также

Примечания

Ссылки

• Спецификация JFIF 1.02 (текстовый файл)
• Оптимизация JPEG. Часть 1 , Часть 2 , Часть 3 .