Жпег формат – JPEG — Википедия

Описание формата JPEG — Бесплатный онлайн-конвертер

В интернете популярна байка, что ничего в нашем мире не изменилось со времен Древнего Египта – люди все так же пишут на стенах и любят котиков. Так вот, фотографии милых домашних питомцев – это и есть JPEG, растровый формат графики, специально разработанный для сохранения изображений в тех случаях, когда требуется естественность и реалистичность.
Сокращение JPEG отражает название рабочей группы создателей этого формата – Joint Photographic Experts Group – объединенная группа экспертов-разработчиков. Вот как они себя пафосно называют – группа экспертов.
На самом деле разработка оказалась очень даже удачной и сегодня формат JPEG является наиболее популярным, часто применяемый и всем известным.

Сфера применения JPEG

Больше всего формат полюбился фотографам и веб-разработчикам. И вот почему:

• Достигается действительно высоко реалистическая фиксация картин природы, животных, портретов людей при небольшом объеме файла, благодаря алгоритмам сжатия.
• Часто JPEG используется для создания цифровых библиотек с целью хранения фотографий

Одним из достоинств формата является возможность сжатия графических файлов в достаточно широком диапазоне, что достигается путем задания уровня сжатия (диапазон настройки от 25 до 100%, при этом 100% — сжатие без потерь) Например, цифровая фотография в формате RAW может весить 2-3 десятка мегабайт, а то и больше, что очень много для хранения большого количества изображений и слишком «тяжело», чтобы опубликовать такое изображение на странице сайта или блога. Парочка таких фотографий и пользователь будет вынужден часами ждать загрузки сайта. Кроме этого вероятность отображения такой фотографии стремится к нулю, так как не все приложения и браузеры смогут отобразить фотографии RAW формате.

Поэтому основная часть фотографий конвертируется или создается непосредственно в формате JPEG. На нашем сайте вы сможете бесплатно сконвертировать ваши изображения в JPEG с различными настройками, при этом вы можете подобрать необходимые вам настройки, такие как алгоритм сжатия и качество изображения, тем самым вы можете значительно уменьшить размер файла или сохранить качественную картинку, при минимально возможном размере файла.

Так же вы можете уменьшить разрешение изображения, если это изображение в несколько мегапикселей, при этом на экране компьютера, тем более мобильного устройства, пользователь практически не увидит серьезного снижения качества графики. Тем самым вы значительно сократите размер изображения, без видимых потерь.

В какой программе можно открыть и отредактировать фотографии JPEG?

Как это обычно бывает – в поисках совершенства разработчики провели множество экспериментов и сегодня существует приличное многообразие видов, подвидов и мутаций базового формата JPEG. Расширения файлов могут сильно различаться.

Однако беспокоиться не нужно – все приличные программы для редактирования фотографий отлично понимают все эти версии формата и с успехом могут с ними работать.
Для профессионалов и продвинутых пользователей хороший графический редактор всегда имеет специальный интерфейс для тонкой настройки цветовых преобразований и способа сжатия.

Особенности сжатия формата JPEG

Технологию сжатия графических файлов можно упрощенно описать примерно, как это происходило в старинных ленточных видеомагнитофонах.

• При пропадании данных о строке, система вычисляет средние параметры двух соседних строчек изображения и таким образом происходит восстановление полноты картинки на экране.

Что-то вроде этого, только по более сложным алгоритмам, происходит и в процессе сжатия файлов фотографий. Особым преимуществом JPEG стало то, что процесс сжатия производится очень быстро и фотографу не придется долго ждать окончания обработки изображений. Это важно при профессиональной работе фотографа либо контент-менеджера, администрирующего многостраничные интернет-порталы.
В зависимости от требований по качеству и размеру фотографий можно задавать степень сжатия в широких пределах.
Однако следует понимать и то, что сжатое изображение неизбежно будет иметь какие-то потери и восстановить исходное качество картинки не удастся.
Особенно сильно теряется качество при многократной обработке графических файлов. Такое чрезмерное сжатие нередко приводит к появлению ореолов, ухудшению резкости на отдельных участках фотографии.
В некоторых сферах малейшие искажения изображения недопустимы и могут привести к негативным последствиям.
Например, в медицине, чтобы врачи смогли делать безошибочную диагностику, фотография исследуемых органов должна в точности соответствовать реальной клинической картине. Получается, что от формата графики может зависеть жизнь и здоровье людей.
На такие случаи существуют форматы изображений со сжатием без потерь.

• Lossless JPEG
• JPEG 2000
• JPEG LS

Просто в процессе редактирования изображений следует помнить о таких особенностях формата и выбирать подходы к обработке графики в зависимости от стоящей задачи.

Недостатки формата JPEG

И на солнце есть пятна, а JPEG не всегда является лучшим выбором.
Например, этот формат очень хорошо отображает многоцветные картины с плавными переходами оттенков. Но если вам требуется получить очень четкую инженерную схему, карту местности, другое изображение, где критически важна читаемость всех мелких деталей – то формат JPEG может не обеспечить требуемых параметров.
Для изображений, где необходима предельная детализация (и не обязательна плавность цветовых градаций) лучше подходят форматы GIF и PNG.

online-converting.ru

Графический формат JPEG — описание и алгоритмы сжатия

Всем привет, сегодня мы немного рассмотрим графический формат JPEG, а также алгоритмы сжатия данных, с потерями и без потерь.

Графический JPEG формат является одним из самых популярных. Он имеет много преимуществ, и поэтому стал очень распространенным и широко поддерживаемым. Но это не единственный формат, подходящий для фото и его использование приносит ряд подводных камней, которые мы рассмотрим.

Из прошлой статьи «Цифровые изображения — пиксели, разрешение и глубина цвета», выяснилось, что одна 6-Мегапиксельная фотография в графическом формате файла JPEG, хранящаяся в 24 битной глубины цвета (8 бит на канал) должна иметь размер 18 МБ. Если Вы используете глубину цвета 48 бит (16 бит/канал), фотографии будут иметь даже 36 МБ. Желание уменьшить вес картинки, привело к созданию алгоритмов сжатия.

 

Сжатие без потерь

Принцип сжатия заключается в скремблировании данных таким образом, чтобы выходной файл был меньше чем оригинальный. Представьте себе, например, ряд из 30 цифр:

9 7 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 9 9 9 9 9 6 7 6 3 7 6 5 5 5 5 5 5

Если договориться, что символ «n/B» будет означать n-е повторение числа B, то можно эти 30 чисел преобразовать следующим образом:

9 7 3 «9/0» «6/9» 6 7 6 3 7 6 «6/5»

На первый взгляд, очевидно, нам нужно теперь только 15 цифр. На 100% можно реставрировать первоначальный ряд, и, следовательно, никаких потерь информации нет. Это принцип сжатия без потерь.

Сжатие без потерь используется, например, популярными ZIP архиваторами, которыми обычно упаковывают различные виды данных. Тот факт, что исходные данные можно на 100% восстановить, идеально подходит для общей упаковки чего-либо — например, компьютерных программ, текстов, а также фотографий в графическом формате JPEG. Алгоритм фактического сжатия, конечно, гораздо сложнее, чем приведенный выше пример, он использует статистическую избыточность данных. Степень сжатия, или соотношение размеров оригинальных данных к сжатым, сильно зависит от содержания — чем больше избыточность данные, тем больше удастся их уменьшить. В отношении графики, уровень сжатия лучше всего достигается для монотонных изображений.

 

Сжатие с потерями

При сжатии с потерями удаляются ненужные и неинтересные детали (цифры, буквы, слова и т.п.). Примером может быть значительное сокращение этой статьи на десятую часть, или какой-то аннотации. Главная идея остается, мелкие детали, однако, безвозвратно теряются. Никогда уже не получится восстановить оригинал, хотя усеченная версия будет в целом напоминать оригинал по смысловому содержимому. Когда повышается степень сжатия, снижается качество или сходство оригинала и копии.

Потерями сжатия трудно управлять каким-то образом в целом. Гораздо лучших результатов можно достичь тогда, когда сжатие предназначено для определенного типа содержимого. И поэтому, например, для видео используется MPEG или DivX, для музыки MP3, а для фотографий графический формат сжатия JPEG.

Знание содержимого позволяет предложить именно такой алгоритм сжатия, чтобы безвозвратно удаленные детали были заметны как можно меньше и чтобы сжатый результат субъективно лучше всего напоминали оригинал. Графический JPEG формат сжатия использует сжатие с потерями так, чтобы максимально уменьшить размер файла, но при этом как можно меньше исказить фотографию.

 

Графический формат JPEG – небольшое описание

JPEG — это аббревиатура от Joint Photographic Experts Group, являющаяся названием комиссии, которая была создана в 1986 году и в 1992 году создала стандарт для хранения и сжатия JPEG изображений. Графический формат JPEG использует сжатие с потерями. Разница в оригинале и сжатой копии есть, но глазом она незаметна и, кроме того, степень сжатия JPEG файла можно регулировать в довольно широком диапазоне. Графический формат файла JPEG подойдёт, как там, где необходимо максимальное качество фотографии (например, печать), так и там, где предпочтителен размер файла (интернет, почта).

Окончательная экономия размера графического формата файла JPEG зависит не только от выбранной степени сжатия, но и от содержания фотографии. Резкие фотографии полны мелких деталей (например, поле или трава) и их можно сжимать гораздо меньше, чем, например, портрет с расфокусированным фоном.

Алгоритм кодирования в графическом формате JPEG можно очень упрощенно описать следующим образом:

1. Входное изображение из цветовой модели RGB преобразуется в модель YCbCr, которая отдельно хранит канал яркости Y и две цветные компоненты Cb и Cr. Подобный способ передачи используется и в телевидении, в системе PAL или цветовой модели L*a*b.
2. Причина перевода в YCbCr в том, что глаз гораздо менее чувствителен к изменениям в цвете, чем в яркости. Другими словами — цвета можно сжимать гораздо больше, чем яркость и глаз этого сжатия не заметит. Это само по себе значительно уменьшает размер конечного графического формата файла JPEG.
3. Следующий шаг применяется в равной степени к Y, Cb и Cr компонентам, когда JPEG изображение делится на пиксельные квадраты 8х8, и в них, с помощью, так называемого, дискретного косинусного преобразования (DCT), происходит поиск повторяющихся образцов.
4. В заключение, на результат еще применяется JPEG сжатие без потерь и результат сохраняется как графическом формате файла JPEG (jpg расширение).

 

Недостатки графического формата файлов JPEG

Графический формат JPEG хотя и очень популярный, но обладает рядом недостатков:

1. Файл изображения в формат JPEG не поддерживает более высокую глубину цвета и всегда работает с глубиной цвета «всего лишь» 24 бита (т.е. 8 бит/канал). Поэтому, он не позволяет использовать более 12-битного цвета на канал, полученного, например, из RAW формата.
2. JPEG формат не поддерживает прозрачность и не в состоянии сохранить изображения с прозрачным фоном. Прозрачность при создании компьютерной графики и коллажа часто необходим, и поэтому необходимо прибегать к другим графическим форматам (TIFF, PNG, GIF, PSD и т.д).
3. Из-за используемого метода сжатия, формат сжатия JPEG не подходит для хранения графики (рисунки, графики, диаграммы, иконки, скриншоты и т.п.). Алгоритм сжатия JPEG отображается на линиях и буквах, они смазываются, и тем самым ухудшается их внешний вид и читаемость.
4. Графический JPEG формат не поддерживает анимацию (движущиеся картинки). Это область GIF или Flash данных.
5. Графический формат файлов JPEG не поддерживает сжатия без потерь. Сжатие всегда с потерями, однако, при высоком качестве результат абсолютно неразличим, например, от сжатия без потерь в TIFF.
6. JPEG формат не поддерживает сохранение изображения, содержащего несколько слоев. Это область TIFF или, скорее, PSD.
7. JPEG графический формат не поддерживает векторную графику, подходит только для фотографий.
8. Повторное сохранение в формате JPEG ухудшает фото.

Конечно, хотя JPEG и обладает недостатками, но он по-прежнему популярный.

matrixblog.ru

Как конвертировать картинку в JPEG или другой графический формат

Сайтостроение

Статьи

Интернет

Новичку

Существует много различных способов, как изменить формат изображения. Формат файла определяет, в какой программе он может быть открыт или отредактирован. Расширение файла определяет этот формат. Большинство людей, работающих с изображениями, в какой-то момент сталкивается с необходимостью конвертировать эти файлы в другой формат, поэтому стоит изучить несколько различных способов выполнить это. JPEG (он же JPG) является форматом изображений, который используется чаще всего.

Метод 1. Использование программного обеспечения для редактирования изображений

1. Откройте файл изображения. Когда вам нужно конвертировать изображение в другой формат, самое простое решение — использовать программное обеспечение для редактирования изображений, входящее в состав вашей операционной системы. В Windows — это «Paint«, а в Mac — «Preview«:

• Обратите внимание, что JPG и JPEG — это разные названия одного и того же расширения файла;
• Также для открытия файла изображения можно использовать программы сторонних разработчиков. Если вы не уверены, попробуйте дважды кликнуть по изображению, чтобы оно открылось программой, заданной по умолчанию для этого типа файлов:

2. Перед тем, как изменить формат изображения на jpg, выберите пункт «Файл» в главном меню. На экране должно появиться выпадающее меню параметров для изображения:

3. Сохраните или экспортируйте файл изображения. Изменение формата будет происходить одновременно с сохранением новой версии файла. Это полезно: исходный файл остается без изменений, и если что-то пойдет не так, вы всегда сможете к нему вернуться. На Mac нужно выбрать пункт «Сохранить как» или «Экспорт», чтобы продолжить процесс:

• В некоторых версиях программного обеспечения вам, потребуется сначала «Дублировать» файл (то есть сделать его копию), а затем «Сохранить». Таким образом файл сохранится в новом формате:

4. Измените имя и расширение файла. В появившемся окне вы сможете изменить имя, а также расширение (формат) файла. В выпадающем меню «Формат» или «Сохранить как» должно быть около 12 вариантов, в том числе и «.jpeg«:

• Перед тем, как изменить формат изображения на png, поменяйте имя файла или место его размещения, если это необходимо. Например, можно разместить его на рабочем столе для быстрого доступа;
• Если расширение, которое вам нужно, отсутствует в выпадающем меню, попробуйте другое программное обеспечение для редактирования изображений (например, Photoshop):

5. Сохраните файл. После того, как вы зададите нужное имя, расширение и местоположение файла, нажмите кнопку «Сохранить». Таким образом вы сконвертируете файл в новый формат, сохранив оригинал:

• Такое программное обеспечение, как Preview могут пакетно обрабатывать преобразование файлов. Для этого выделите файлы, которые необходимо преобразовать, и кликните по ним правой кнопкой мыши, чтобы увидеть доступные опции.

Метод 2. Использование стороннего программного обеспечения для преобразования изображений

1. Найдите нужное программное обеспечение. Для конвертирования изображений в наиболее распространенные форматы вполне подходят графические редакторы. Также можете поискать подходящее программное обеспечение в интернете:

• Например, по запросам «doc в pdf» или «jpg в gif» мы находим сразу несколько онлайн-конвертеров.

2. Загрузите файлы изображений. Большинство сервисов для изменения формата изображения онлайн предлагают свои услуги бесплатно и не требуют загрузки программного обеспечения на жесткий диск. В первую очередь обращайте внимание на сервисы, которые предлагают инструкцию по загрузке и преобразованию файлов:

3. Следуй инструкциям. Иногда на таких сайтах запрашивают адрес электронной почты, а затем после завершения преобразования отправляют готовый файл вам на этот адрес. В других случаях нужно подождать несколько секунд, а затем скачать готовые файлы:

• Остерегайтесь сайтов, требующих от вас оплаты или предоставления личных данных. Помните: есть много бесплатных сервисов, на которых не нужно предоставлять ничего, кроме адреса электронной почты.

Метод 3. Преобразование изображений на мобильных устройствах

1. Перед тем, как изменить формат изображения на компьютере, изучите доступные для установки мобильные приложения. Перед загрузкой обязательно прочитайте отзывы, чтобы определить качество приложения и убедиться, что выбранное программное обеспечение конвертирует файлы в нужные вам форматы.
2. Скачайте приложение для конвертирования изображений. Выбрав подходящее приложение, загрузите его. Вам также нужно загрузить файл изображения (если вы еще не сделали этого) и запомнить, где он находится. Некоторые приложения могут обнаруживать изображения автоматически, в то время как другие требуют указать необходимые файлы.
3. Конвертируйте изображения. После установки программы на мобильное устройство нужно открыть приложение и следовать инструкциям.

Метод 4. Изменение расширения файла вручную

1. Найдите файл. Для графических файлов можно изменить расширение вручную, изменив имя файла с помощью клавиатуры. Это правильное решение, если из-за текущего расширения файла нельзя получить доступ к его содержимому (выводится сообщение об ошибке «неверный формат файла»):

• Компьютер использует расширения файлов, чтобы понять, с помощью какого программного обеспечения нужно открыть файл. Будьте осторожны при изменении расширений вручную и всегда сохраняйте резервную копию, прежде чем делать это;
• Перед тем, как изменить формат изображения, нужно понимать, что этот метод может привести к снижению качества изображения. Использование программного обеспечения для редактирования изображений, как правило, более подходящий метод.

2. Сделайте расширение файла видимым. В зависимости от конкретных настроек, расширения файлов (три буквы после точки в имени файла) могут быть не видны для стандартного способа просмотра файлов. В операционной системе Windows можно настроить соответствующие параметры на вкладке «Вид» в разделе «Свойства папки». Он находится в разделе «Внешний вид и параметры персонализации». На Mac эти параметры задаются в разделе «Дополнительные установки поиска»:

3. Переименуйте файл. Кликните правой клавишей мыши по файлу изображения и выберите пункт «Переименовать». Удалите старое расширение и добавьте новое.

Например, если имя файла «myimage.png«, можно переименовать его в «myimage.jpg«, и с этого момента ваш компьютер будет видеть его как файл в формате «.jpg«.

Вопросы и ответы:

Как конвертировать картинки из PNG в JPEG?

Как изменить формат изображения на компьютере? «Paint» или «MS Paint» — это простая программа для просмотра и редактирования изображений, входящая в состав операционной системы Windows. Откройте PNG файл в Paint, а затем с помощью Файл> Сохранить как сохраните файл в формате JPG. Если вы работаете на Mac, можно использовать программу iPhoto. Откройте PNG файл в iPhoto, затем перейдите в Файл> Экспорт и выберите из списка JPG.

Как я могу конвертировать .avi в .jpeg?

.avi — это формат видео, а jpeg — это формат изображений. Сначала нужно сделать снимок кадра видео во время воспроизведения, а затем сохранить изображение в формате jpeg.

Советы

• Расширения .jpg и .jpeg означают то же самое и в современных операционных системах могут быть использованы как взаимозаменяемые. Это различие пошло из ранних стандартов некоторых систем, в которых было допустимо только расширение, состоящее из трех букв;
• Расширения файлов не чувствительны к регистру, хотя согласно общепринятой конвенции следует указывать их в нижнем регистре.

Заключение

Не заменяйте оригинальное изображение — всегда создавайте его резервную копию или используйте метод «Сохранить как«.

Перевод статьи «How to Convert Pictures to JPEG or Other Picture File Extensions» был подготовлен дружной командой проекта Сайтостроение от А до Я.

Еще не голосовали

рейтинг из

ХорошоПлохо

Ваш голос принят

www.internet-technologies.ru

Как конвертировать изображения в JPG формат

В настоящее время формат JPG имеет широкое распространение, пользуется популярностью и прост в обращении. Файлы в таком формате имеют маленький вес, с легкостью открываются в любой программе для просмотра и редактирования изображений и без проблем отправляются по электронной почте.

С другой стороны, JPG не рекомендуется для сжатия чертежей, текстовой и знаковой графики. Так как после сжатия появляются заметные цифровые артефакты. Такие изображения лучше сохранять в таких форматах, как PNG, GIF, TIFF. С помощью Фотоконвертера вы всегда можете быстро и бесплатно конвертировать в JPG любые графические форматы.

Вот несколько советов для успешной конвертации:

Скачайте и установите Фотоконвертер.

Выберите файлы для конвертации. Если у вас есть целый список изображений которые вы хотите сохранить в jpg, используйте пакетное преобразование. С помощью него вы cможете за раз конвертировать сразу 100, а то и 1000 фотографий.

Выберите инструменты для редактирования. С помощью данной опции вы сможете (обрезать, повернуть ваше изображение, настроить яркость, контраст и многое другое).

Выберите формат для конвертации, в нашем случае это JPG.

Осталось нажать кнопку Старт и через несколько секунд вы получите ваши файлы преобразованные в JPG формат.

Установить Фотоконвертер

 

Онлайн конвертация

Некоторые возможности Фотоконвертера можно попробовать онлайн. Выберите файлы или ZIP архивы для конвертации:

 

Интерфейс командной строки

Профессиональные пользователи могут использовать командную строку для конвертации и редактирования в ручном или автоматическом режиме. За дополнительными консультациями по использованию cmd интерфейса обращайтесь в службу поддержки пользователей.

Рассказать друзьям

www.photoconverter.ru

JPG — формат файла. Чем открыть JPG?

Файл формата JPG открывается специальными программами. Чтобы открыть данный формат, скачайте одну из предложенных программ.

Аббревиатура в расширении файлов JPG (оно же — JPEG) расшифровывается как Joint Photographic Experts Group. Формат был введен в 1994 году. В таких файлах содержатся сжатые растровые изображения: при JPEG-сжатии используется дискретное косинусное преобразование и применяется алгоритм кодирования Хаффмана.

Что находится в файлах .JPG

В файлах JPEG также имеются метаданные изображения в виде тегов EXIF. Эти теги содержат данные о названии изображения, дате создания, параметрах камеры – таких, как диафрагма объектива, скорость затвора, расстояние фокусировки и т. д. Формат Jpg популярен в геотегинге (это добавление географических координат в EXIF, которое выполняется в программе-редакторе или прямо на цифровой камере, если в нее встроен GPS).

Изображения JPEG могут иметь встроенную в них информацию о цветовом пространстве в виде профиля ICM. Эти данные используются устройствами – такими, как мониторы и принтеры – для правильного отображения цветовых тонов на изображении. Не все программное обеспечение поддерживает или правильно обрабатывает встроенный цветовой профиль.

Как открыть файл JPG

Существует множество приложений, поддерживающих просмотр и редактирование JPG файлов и работающих практически во всех современных операционных системах – ACDSee, Adobe Protoshop, FastStone Image Viewer и т.д. JPG файлы широко распространены, потому что алгоритм сжатия значительно уменьшает размер файла, что делает его идеальным для совместного использования, хранения и отображения на веб-сайтах. Хотя иногда сжатие может привести к потере качества.

Вы можете открыть и скачать JPG с помощью любых браузеров – таких, как Chrome или Firefox (нужно лишь перетащить изображение из окна Проводника в новую вкладку браузера и открыть Jpg онлайн). Также для просмотра и элементарного редактирования можно использовать стандартные программы Windows – Просмотр фотографий и Paint. В операционной системе Mac OS эти функции выполняют Apple Preview и Apple Photos.

www.azfiles.ru

JPEG — это… Что такое JPEG?

JPEG (произносится «джейпег»^[1], англ. Joint Photographic Experts Group, по названию организации-разработчика) — один из популярных графических форматов, применяемый для хранения фотоизображений и подобных им изображений. Файлы, содержащие данные JPEG, обычно имеют расширения (суффиксы) .jpeg, .jfif, .jpg, .JPG, или .JPE. Однако из них .jpg является самым популярным на всех платформах. MIME-типом является image/jpeg.

Фотография заката в формате JPEG с уменьшением степени сжатия слева направо

Алгоритм JPEG позволяет сжимать изображение как с потерями, так и без потерь (режим сжатия lossless JPEG). Поддерживаются изображения с линейным размером не более 65535 × 65535 пикселей.

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^[2], 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^[3]), 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»^[4]). 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).

Основные маркеры JPEG^[5]

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 8×8 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 ^[6], 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 ^[7] была впервые^{[источник?]} представлена реализация распараллеливания всех стадий алгоритма JPEG по технологии CUDA, что значительно ускорило производительность сжатия и декодирования по стандарту JPEG.

Интересные факты

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.^[8]

См. также

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

Чем открыть формат JPEG? Программы для чтения JPEG файлов

JPEG

Если вы не смогли открыть файл двойным нажатием на него, то вам следует скачать и установить одну из программ представленных ниже, либо назначить программой по-умолчанию, уже установленную (изменить ассоциации файлов). Наиболее популярным программным обеспечением для даного формата является программа ScreenShooter (для ОС Windows) и программа Apple Preview (для ОС Mac) — данные программы гарантированно открывают эти файлы. Ниже вы найдете полный каталог программ, открывающих формат JPEG для операционной системы Windows, Mac, Linux, Web, iOS, Android.

Общее описание расширения

Формат файла JPEG относится к расширениям из категории Растровые изображения, его полное название — JPEG Image.

Файл JPEG представляет из себя самый распространенный  графический формат сжатого изображения на сегодняшний день. Был создан корпорацией Joint Photographic Experts Group.

Узнать подробнее что такое формат JPEG

Что еще может вызывать проблемы с файлом?

Наиболее часто встречаемой проблемой, из-за которой пользователи не могут открыть этот файл, является неверно назначенная программа. Чтобы исправить это в ОС Windows вам необходимо нажать правой кнопкой на файле, в контекстном меню навести мышь на пункт «Открыть с помощью», а выпадающем меню выбрать пункт «Выбрать программу…». В результате вы увидите список установленных программ на вашем компьютере, и сможете выбрать подходящую. Рекомендуем также поставить галочку напротив пункта «Использовать это приложение для всех файлов JPEG».

Другая проблема, с которой наши пользователи также встречаются довольно часто — файл JPEG поврежден. Такая ситуация может возникнуть в массе случаев. Например: файл был скачан не польностью в результате ошибки сервера, файл был поврежден изначально и пр. Для устранения данной проблемы воспользуйтесь одной из рекомендаций:

• Попробуйте найти нужный файл в другом источнике в сети интернет. Возможно вам повезет найти более подходящую версию. Пример поиска в Google: «Файл filetype:JPEG». Просто замените слово «файл» на нужное вам название;
• Попросите прислать вам исходный файл еще раз, возможно он был поврежден при передаче;

Знаете другие программы, которые могут открыть JPEG? Не смогли разобраться как открыть файл? Пишите в комментариях — мы дополним статью и ответим на ваши вопросы.

filesreview.com