Формат jpg что это такое

Как в Windows открывать и редактировать файлы формата JPG или JPEG

Файл с расширением JPG или JPEG является файлом изображения. Причина, по которой некоторые файлы JPEG-изображений используют JPG-расширение, а другие – JPEG, объясняется ниже, но независимо от расширения, оба файла имеют один формат.

JPG файлы широко используются, потому что их алгоритм сжатия значительно уменьшает размер файла, что делает его идеальным для совместного использования, хранения и отображения на веб-сайтах. Однако, это сжатие JPEG также снижает качество изображения, что может быть заметно, если оно сильно сжато.

Как открыть файл JPG/JPEG

JPG-файлы поддерживаются всеми просмотрщиками и редакторами изображений. Это самый распространенный формат изображения.

Вы можете открыть файлы JPG с помощью веб-браузера, например Chrome или Edge (перетащите локальные файлы JPG в окно браузера) или встроенные программы Microsoft, такие как Paint, Microsoft Windows Photos и Microsoft Windows Photo Viewer. Если вы находитесь на компьютере Mac, Apple Preview и Apple Photos могут открыть файл JPG.

Adobe Photoshop, GIMP и практически любая другая программа, которая просматривает изображения, в том числе онлайн-сервисы, такие как Google Drive, также поддерживают JPG-файлы.

Мобильные устройства также поддерживают открытие файлов JPG, что означает, что вы можете просматривать их в своей электронной почте и через текстовые сообщения без необходимости устанавливать дополнительное приложение для просмотра JPG.

Как конвертировать файл JPG / JPEG

Существует два основных способа конвертировать файлы JPG. Вы можете использовать вьювер/редактор изображений, чтобы сохранить его в новом формате (при условии, что функция поддерживается) или добавить файл JPG в программу преобразования изображений.

Например, FileZigZag является онлайн конвертером JPG, который может сохранить файл в ряде других форматов, включая PNG, TIF / TIFF, GIF, BMP, DPX, TGA, PCX и YUV.

Вы даже можете конвертировать файлы JPG в формат MS Word, такой как DOCX или DOC с Zamzar, который похож на FileZigZag в том, что он преобразует файл JPG в режиме онлайн. Он также сохраняет JPG в ICO, PS, PDF и WEBP, среди других форматов.

Если вы просто хотите вставить файл JPG в документ Word, вам не нужно конвертировать файл в формат MS Word. Вместо этого используйте встроенное меню Word: Вставить → Картинка, чтобы подключить JPG непосредственно к документу, даже если у вас уже есть текст.

Откройте файл JPG в Microsoft Paint и используйте меню Файл → Сохранить как, чтобы преобразовать его в BMP, DIB, PNG, TIFF и т.д. Другие средства просмотра и редакторы JPG, упомянутые выше, поддерживают аналогичные параметры меню и форматы выходных файлов.

Использование веб-сервиса Convertio является одним из способов преобразования JPG в EPS, если вы хотите, чтобы файл изображения был в этом формате. Если это не работает, вы можете попробовать AConvert.com.

Несмотря на название, веб-сайт Online PNG to SVG Converter также умеет преобразовывать файлы JPG в формат изображения SVG (vector).

Если у вас есть файл PDF и вы хотите сделать из него JPG/JPEG, попробуйте PDF.io

Чем отличается JPG от JPEG

Интересно, какая разница между JPEG и JPG? Форматы файлов идентичны, но в одном из расширений есть дополнительная буква. На самом деле. это единственная разница.

JPG и JPEG представляют собой формат изображения, поддерживаемый совместной группой экспертов по фотографии, и имеют одинаковое значение. Причина различных расширений файлов связана с ранними версиями Windows, не принимавших «длинное» расширение.

Произошло то, что оба расширения файлов использовались в обеих системах, а затем Windows изменила свои требования, чтобы принять более длинные расширения файлов, но JPG всё ещё используется. Поэтому файлы JPG и JPEG распространяются и продолжают создаваться.

В то время как оба расширения файлов существуют, форматы точно такие же, и любой из них может быть переименован в другой без потери качества и функциональности.

Источник

Файл формата jpg: чем открыть, описание, особенности

JPG – часто используемый графический формат сжатого изображения, разработанный компанией Joint Photo.

JPG – часто используемый графический формат сжатого изображения, разработанный компанией Joint Photographic Experts Group (JPEG). Файлы имеют высокий уровень сжатия и поддерживают глубину цвета в 24 бит. Благодаря этим характеристикам файлы с расширениями JPG/JPEG применяются в цифровых фотоаппаратах, смартфонах, видеокамерах. Несмотря на распространенность формата, у некоторых пользователей возникает вопрос – чем открыть JPG? Рассмотрим различные варианты и возможные сложности.

Область применения и свойства формата jpg

Формат JPG чаще применяется для хранения, обработки и передачи картинок с цветовыми и контрастными переходами. Подходит для размещения в интернете. В смартфонах, цифровых фотоаппаратах и видеокамерах изображения хранятся в этом формате, это обусловлено минимальным заполнением объема памяти и качеством на выходе.

Положительные и отрицательные характеристики файла формата jpg

К плюсам формата относятся:

Благодаря этим характеристикам, формат завоевал популярность, как у пользователей, так и у продвинутых программистов.

Чем и как открывать файлы jpg

Изображения JPG используются повсеместно, поэтому программа для просмотра JPG входит в набор для стандартных опций Windows. В случае, если программа для просмотра фотографий JPG не встроена в операционную систему, файл можно открыть в Microsoft Paint, который есть в списке стандартных программ для Windows.

Открываем на компьютере

У рядового пользователя обычно не возникает проблем с вопросом, как открыть файл JPG на компьютере. Большое распространение получили программы для jpg/jpeg файлов. Вот некоторые из них:

Скачать программу для просмотра jpg можно в сети интернет, если она есть в свободном доступе, либо купить лицензионную версию у разработчика. Каждая из них имеет особенности работы с jpg/jpeg файлами.

Открыть формат через Windows 10

Программа для просмотра JPG для Windows 10 отсутствует в базовом ПО. Однако в случае смены ОС с Windows 7 или 8.1, средство просмотра фотографий может присутствовать на ПК. Существует способ удостовериться, что программы для открытия jpg файлов установлены. Для этого кликните на изображение правой кнопкой мыши и найдите пункт «Открыть с помощью». Далее просмотрите список предложенных средств для просмотра.

Воспользуйтесь программой для открытия JPG WinAero Tweaker. После запуска утилиты, перейдите в раздел «Windows Accessories» и выберите пункт «Activate Windows Photo Viewer».

Просмотреть с помощью Windows 7

В Windows 7 сразу установлено ПО, которое открывает разноформатные файлы, в том числе и JPG. Если же установлено больше 2-х программ для просмотра и открытия файлов JPG, при двойном щелчке мышки на изображении, откроется программа, установленная по умолчанию. Чтобы открыть формат JPG другой программой из меню «Проводника», выбрать и нажать на кнопку «Открыть с помощью. ».

Онлайн-просмотр

Открыть файл JPG онлайн и просмотреть фото можно популярными программами:

Как открыть поврежденный файл jpg?

Как определить, что файл JPG поврежден? При попытке запуска появляется ошибка (диалоговое окно с сообщением «файл поврежден») или же не открывается вовсе. Тогда используют программы RS File Repair, PixRecovery, JPEGfix для восстановления файлов. Большинство таких программ можно бесплатно скачать в интернете.

Источник

Что такое jpg формат, его характеристики и как с ним работать

Пользователи часто задают вопрос в Интернете, что такое jpg формат. В этой статье, мы рассмотрим, что это за формат и как с ним работать. Разберем вопрос, как отрывать jpg формат программами и без них, как преобразовывать его в другие форматы и запускать поврежденные jpeg файлы на компьютере.

Что такое jpg формат

Здравствуйте друзья! В Интернете есть множество различных картинок и изображений, которые используются людьми для многих целей. Например, публикация статей на блоге, продажа картинок и заработок на них, размещение их в социальных сетях, для привлечения клиентов или трафика на свои ресурсы и так далее.

Важно одно, при использовании картинок, пользователи сталкиваются с тем, что не совсем понятно, какой формат картинки выгодно использовать.

Поэтому, ответим на вопрос, что такое jpg формат. Итак, jpg – это формат картинки, который сохраняет в себе запись графического изображения. Правильное произношение этого слова – «Джейпег». Данный формат был создан в 2010 году компанией разработчика – «Joint Photographic Experts Group».

Он имеет хорошее качество сжатия для просмотра картинок. Далее, мы будем работать с форматом jpg и рассмотрим все его основные характеристики.

Достоинства и недостатки формата jpg

У каждого формата картинок есть свои достоинства и недостатки. Разберёмся по порядку с каждым из них и выделим основные преимущества:

У этого формата есть недостатки, их немного:

Несмотря на недостатки формата, его считают наиболее популярным форматом картинок в Интернете и люди им пользуются.

Программы для работы с jpg

Рассмотрим ряд бесплатных программ для работы с jpg форматом. Список лучших утилит:

Существует множество других программ, при необходимости Вы сможете найти их в Интернете.

Чем открыть jpg, программы

Итак, мы разобрались с тем, что такое jpg формат, узнали о его преимуществах и недостатках, рассмотрели программы, которые открывают такие форматы. Теперь, рассмотрим вопрос, чем открыть jpg.

Как правило, jpg это обычная картинка, которая открывается простым инструментом от Windows или с помощью программ. Разберём оба варианта.

Например, Вы нашли в Яндексе картинку по нужным параметрам и скачали ее на компьютер в формате jpg (Скрин 1).

Чтобы её открыть, кликните по ней правой кнопкой мыши и выберите из меню мыши кнопку «Просмотр» (Скрин 2).

Тогда Ваш jpg формат откроется в специальном средстве для просмотра изображений (Скрин 3).

Возьмём для практического примера, одну из программ, которая была в списке выше. Она называется «FastPictureViewer». Скачиваете её бесплатную версию в Интернете на компьютер и устанавливаете программу.

Далее, запускаете на компьютере эту программу двойным щелчком компьютерной мыши. После чего она откроется (Скрин 4).

Её использование довольно простое. В самом низу утилиты нажмите кнопку «Меню» и кликните один раз на кнопку «Открыть изображение», чтобы выбрать картинку jpg с компьютера (Скрин 5).

Когда выберите нужный файл этого формата, кликните «Открыть», чтобы его загрузить для просмотра в этой программе (Скрин 6).

Как видите, она открыла файл jpg без проблем, который можно посмотреть.

Есть ещё программы, которые так же открывают jpg файлы:

Думаю, этих программ Вам хватит, чтобы успешно открывать jpg формат.

Программы для работы с jpg файлами

Например, Вам нужно сжать jpg файл, или его восстановить если он раньше был повреждён. С этими проблемами отлично справляются специальные программы:

Здесь, были выбраны самые лучшие программы для работы jpg. В Интернете есть ещё больше таких утилит.

Как преобразовать jpg в другие форматы

Во время работы с jpg-картинками, возникает необходимость преобразовывать их в другие форматы. В этом Вам смогут помочь специальные сервисы. Чтобы их использовать, зайдите в любой браузер на компьютере и введите в его поиске – «преобразовать jpg», после чего нажмите «Найти».

В результатах поиска Вам будут доступны сервисы-конвертеры. Выбираете например, первый конвертер изображений jpg и заходите на сайт – «convert-my-image.com/ImageConverter_Ru». Далее, нажимаете на нём кнопку «Выбрать файл» и добавляете в сервис картинку формата jpg.

Затем, выбираем другой формат в которой мы хотим конвертировать это изображение. Например, в Gif. И нажимаете кнопку «Конвертировать», чтобы файл jpg преобразовался и загрузился на компьютер в другом формате.

Как открыть поврежденный файл jpg

Иногда при открытии файла jpg появляется системная ошибка – «Невозможно открыть этот файл» и так далее. Для того чтобы избежать этой проблемы, рекомендуется использовать специальные сервис или программы, которых в Интернете много.

Для начинающих пользователей компьютера, подойдёт такой сервис– «online.officerecovery.com/ru/pixrecovery/» (Скрин 7).

На нём схема работы простая. Выбираете повреждённый файл jpg с компьютера кнопкой «Выбрать файл». Далее, нажимаете на кнопку «Безопасная загрузка и восстановление». Когда Ваш файл будет восстановлен, сервис Вам покажет бесплатные и платные варианты загрузки восстановленного файла на компьютер.

Заключение

Мы разобрались с вопросом, что такое jpg формат, узнали, как с ним нужно работать. Этот формат для картинок рекомендуют использовать многие блоггеры и обычные пользователи и так же те, кто зарабатывает в Интернете на картинках или размещает их на своих ресурсах. Удачи Вам!

Источник

JPEG или JPG. Чем различаются форматы изображений

Что такое формат изображения

Формат изображения – это всего лишь способ записи графической информации или спецификация структуры данных, записанных в компьютерный файл. На сегодняшний день существует большое количество форматов изображений. Все они делятся на растровые, векторные и комплексные (PDF, DjVu )

Чем различаются растровая и векторная графика

Разглядывая на экране растровое изображение, мы в действительности видим перед собой тысячи маленьких квадратных точек – пикселей. Каждый такой пиксель в компьютере описан определенной последовательностью цифр и символов. Сливаясь вместе, эти точки и образуют картинку. Изображение на экране тем реалистичней, чем больше содержит в себе таких пикселей и чем пиксели меньше по размеру. Если увеличивать изображение с растровой графикой, то оно заметно потеряет в качестве.

Например производители популярных экранов с разрешением «Ретина», утверждают, что пиксели на таком экране не больше чем аналогичные точки в нашем глазу, а значит наше зрение просто не способно заметить их на экранах «Ретина».

Векторная графика, в отличие от растровой, не состоит полностью из точек. Она состоит из линий, а точки лишь используются как опоры для этих векторных линий. Позиции таких опорных точек указаны в файле в виде математических формул.

Если увеличить векторное изображение, то можно заметить, что пиксели практически незаметны, то есть качество осталось на прежнем уровне.

Поэтому векторные изображения удобно использовать там, где требуется увеличение без потери качества, например в полиграфии.

Подводя итог, можно сказать, что растровая графика – это множество точек, а векторная графика множество геометрических фигур.

Виды растровой графики

Наиболее популярные графические форматы на сегодня это JPEG, GIF, PNG,RAW, TIFF, DDS. Остановимся на каждом из них чуть подробнее.

Что такое формат JPEG

Формат JPEG–это формат изображений, который использует сжатие с потерями и не поддерживает прозрачность.

Этот формат обычно используется в цифровой фотографии и не подходит для сжатия чертежей и текстовой графики, где резкий контраст между соседними пикселями приводит к появлению заметных искажений.

Также JPEG имеет встроенную поддержку метаданных (EXIF) таких как: модель использованной камеры, выдержка, диафрагма и светочувствительность, разрешение кадра и многие другие.

Что такое формат GIF

GIF — формат способен хранить сжатые данные без потери качества в формате не более 256 цветов. Формат GIF поддерживает анимационные изображения, которые представляют собой последовательность из нескольких статичных кадров, а также время, в течение которого каждый кадр должен быть показан на экране.

Поддерживаемой возможностью является сохранение большего количества цветов с помощью анимированного GIF с нулевой задержкой между кадрами. При этом преодолевается ограничение в 256 цветов: каждый кадр содержит свою палитру.

Что такое формат PNG

Формат PNG хранит информацию об изображении в сжатом виде, но сжатие, в отличие от JPEG, производится без потерь, поэтому зачастую PNG всегда больше JPEG по размеру.

PNG также известен как отличный формат для редактирования изображений. Он был спроектирован в качестве замены устаревшему на тот момент формату ГИФ, но в отличие от него лишен анимации.

В фотографии PNG используется редко — для компактного хранения файлов больше подходит JPEG, а для профессиональной работы лучше подходят RAW-форматы или TIFF.

Долгое время PNG не имел встроенную поддержку метаданных, но в 2017 году эта функция была реализована, а также PNG в отличие от JPEG поддерживает так называемый «прозрачный» цвет.

Что такое формат RAW

RAW ( от англ. Raw — сырой) это формат, содержащий необработанные данные об изображении напрямую с матрицы камеры. Такие файлы еще иногда называют «цифровым негативом», поскольку они играют роль, похожую на роль негатива в пленочной фотографии, поэтому они непригодны для просмотра на компьютере.

Обычно в таком формате снимают профессиональные фотографы, так как при сохранении снимка в этом формате не вносятся искажения и преобразования, а значит есть возможность многократной коррекции любых настроек без изменения исходных файлов. При конвертации «сырые» файлы никак не модифицируются, а готовые фотографии могут быть многократно переделаны в случае неудовлетворительной точности настроек конвертера. Из значительных недостатков RAW стоит отметить большой размер готовых файлов.

Что такое формат TIFF

Можно сказать что формат TIFF это что то среднее между RAW и JPEG.

Этот формат позволяет сохранять изображения как со сжатием, так и без него. Зачастую размер такого изображения намного превышает формат JPEG, но в отличие от TIFF каждое повторное сохранение JPEG файла неизбежно приводит к потере качества. Поэтому любое повторное сохранение лучше делать в формат TIFF. Также этот вид файлов желательно использовать когда изображение нуждается в дополнительной обработке, а JPG лучше всего подходит для готовых изображений.

Что такое формат DDS

DDS формат был создан для 3D-структур, которые могут быть сжаты посредством технологии DirectX Texture Compression. Он способствует сохранению высокого качества текстур для игровых персонажей, поэтому получил распространение преимущественно в компьютерной игровой сфере.

Источник

Формат jpg что это такое

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.

Содержание

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

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

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]

Источник

Формат JPEG (JPG)

JPEG (сокр. от названия разработчика Joint Photographic Experts Group) — популярный в интернете растровый графический формат файлов, применяющий технологию сжатия с потерями данных.

Содержание

Создание JPEG-изображений

Создать и сохранить изображение (фотографию, скриншот, рисунок) в формате JPG можно с помощью любого графического редактора (в том числе Paint и Photoshop).

Как сохранить изображение в формате JPG в Paint?

Процесс сохранения в формат JPEG с помощью редактора Paint в Windows 10:

Откроется контекстное меню.

Откроется модальное окно выбора папки и названия для файла.

Как сохранить изображение в формате JPEG в Photoshop?

Процесс сохранения в формате JPG с помощью редактора Adobe Photoshop CC 2015:

Программа поддерживает изображения в самых разных графических форматах.

Откроется контекстное меню.

Откроется модальное окно сохранения.

Используйте ползунок или введите цифру от 0 (худшее качество/максимальное сжатие) до 100 (лучшее качество/минимальное сжатие). Искажение изображения в зависимости от степени сжатия можно контролировать в левой части окна.

Откроется модальное окно выбора папки и названия для файла.

Сжатие файлов в формате JPG

Степень сжатия (или качества изображения), как правило, регулируется при сохранении. Например, в программе Adobe Photoshop в режиме «Сохранить для Web» степень сжатия регулируется в числовом диапазоне от 0 до 100, при этом разницу в качестве изображения можно наблюдать непосредственно в окне режима сохранения:

В процессе JPEG-компрессии пиксельная сетка изображения делится на блоки 8×8 px, каждый пиксель в блоке принимает определённые значения цвета в зависимости от установленной степени сжатия. Именно поэтому при неопределённой степени сжатия искажения изображения могут быть слишком явными.

Преимущества JPEG

Недостатки JPEG

При необходимости прозрачного фона или эффектов полупрозрачности используйте формат PNG.

Если потеря данных недопустима — используйте формат PNG.

Если требуется максимальная детализация без контроля степени сжатия — используйте формат PNG.

Для создания анимированных изображений с 8-битной глубиной цвета применяется формат GIF.

Расширения JPG-файлов

Рекомендации по применению

Часто задаваемые вопросы

Как открыть файл в формате JPEG (JPG)?

Открыть файлы в формате JPEG можно с помощью любых программ для просмотра изображений (в том числе стандартные приложения Windows), всех интернет-обозревателей (браузеров), а также векторных (Illustrator, Corel Draw) и растровых (Paint, Photoshop, GIMP) графических редакторов.

Какой программой можно открыть файл JPG?

Список наиболее популярных графических редакторов, позволяющих открывать и редактировать картинки в формате JPG (и во многих других графических форматах):

Как открыть файл JPG в «фотошопе»?

Чтобы открыть любое изображение в формате JPG (а также в любом другом графическом формате) в Photoshop откройте программу и воспользуйтесь функцией Файл → Открыть. (клавиши Ctrl + O ). Таким же способом это можно сделать в любом другом графическом редакторе.

Как создать и сохранить изображение в формате JPG?

Как изменить формат фотографии на JPEG?

Поменять формат фото (или другого изображения) на JPG можно с помощью функции экспорта в графических редакторах или через онлайн-конвертеры.

Как сохранить скриншот в формате JPG?

Сохранить скриншот в формате JPEG можно с помощью любого графического редактора.

Сохранение скриншота в формате JPG в Paint

Рассмотрим процесс на примере простейшего редактора Paint:

Меню Пуск → Стандартные — Windows → Paint или иным способом.

С помощью клавиши PrtSc или иным способом.

Как сжать изображение в формате JPEG?

Степень сжатия устанавливается в графических редакторах перед сохранением файла. Лучше всего для этого подходит функция «Сохранить для Web» в программе Adobe Photoshop, т. к. она позволяет визуально контролировать потери качества изображения в зависимости от степени сжатия (см. ответ на вопрос «Как сохранить изображение в файл в формате JPEG?»).

Если вы желаете сжать изображение в формате JPEG без контроля качества с вашей стороны (доверившись предустановленному алгоритму компрессора), то можете экспортировать изображения в JPG чере Paint или через онлайн-компрессор tinyjpg.com.

Чем отличаются форматы JPEG и JPG?

JPG и JPEG — один и тот же формат графических файлов для растровых изображений.

Источник

Что такое формат JPEG – подробное описание для фотографов

Любой, кто когда-либо пользовался Интернетом, вероятно, видел изображения в формате JPEG. На сегодняшний день это самый распространенный способ кодирования, отправки по сети и хранения изображений. Формат JPEG используется миллиарды раз в день. Без JPEG Всемирная паутина была бы немного менее красочной, намного медленнее и, вероятно, не обладала бы таким богатством изображений кошек!

Сегодня вы можете отправить изображение в формате JPEG другу по электронной почте, не беспокоясь о том, какое устройство, браузер или операционную систему он использует. Но так было не всегда. В начале 1980-х компьютеры уже могли хранить и отображать цифровые изображения, но существовало много конкурирующих идей и подходов для этой реализации. Вы не могли просто отправить картинку с одного компьютера на другой и ожидать, что это будет нормально работать.

Для решения этой проблемы в 1986 году совместными усилиями ISO (Международная организация по стандартизации) и IEC (Международная электротехническая комиссия) была создана Объединенная группа экспертов по фотографии (Joint Photographic Experts Group – аббревиатура JPEG) со штаб-квартирой в Женеве (Швейцария).

JPEG, группа экспертов, создала JPEG, стандарт сжатия цифровых изображений, в 1992 году.

Технические детали формата JPEG

Вся информация на компьютере хранится в виде серии двоичных чисел. Как правило, эти биты, нули и единицы, объединяются в группы по восемь, известные как байты. Когда вы открываете изображение JPEG на своем компьютере, что-то (браузер, ваша операционная система или что-то еще) должно декодировать байты, чтобы восстановить исходное изображение в виде списка цветов, которые затем можно отобразить.

Если вы откроете любое изображение с помощью текстового редактора (например, Notepad++), вы увидите кучу искаженных символов. Открыв изображение в текстовом редакторе, вы запутали компьютер, точно так же, как запутали свой мозг, когда слишком сильно терли глаза и начинаете видеть тусклые пятна и цвета!

Эти тусклые пятна, которые вы видите – известны как фосфены – не происходят от каких-либо световых стимулов, и при этом они не являются галлюцинациями, созданными в вашем уме. Они возникают потому, что ваш мозг предполагает, что любой электрический сигнал, поступающий через нервы в ваш глаз, передает световую информацию. Мозг должен сделать это предположение, потому что нет никакого способа узнать, является ли данный сигнал звуком, образом или чем-то еще. Все нервы в вашем теле несут электрический импульс одинакового типа. Когда вы оказываете давление, потирая глаза, вы посылаете невизуальные сигналы, что запускают рецепторы в вашем глазу, которые ваш мозг интерпретирует – в данном случае неправильно – как образ. И вы буквально видите давление на глаза!

Компьютеры во многом похожи на наш мозг, — здесь важна правильная интерпретация сигналов. Все двоичные данные состоят из единиц и нулей, базовых компонентов, которые могут передавать любую информацию. Ваш компьютер часто догадывается, как ее интерпретировать, используя подсказки (например, расширение файла). Здесь мы заставили его интерпретировать картинку как текст, потому что именно этого ожидает текстовый редактор.

Если же вы откроете картинку в HEX-редакторе, то вы увидите просто большой набор цифр. В таких редакторах байты представлены в виде десятичных чисел. Вы можете вносить изменения в байты, и редактор будет изменять изображение.

А для просмотра изображений, закодированных в формате JPEG, сначала их надо декодировать. Этот процесс выполняется специальной программой поэтапно, но в обратном кодированию порядке.

Общая информация о формате JPEG

Файлы изображений в формате JPEG имеют следующие расширения: JPG, JFIF, JPE и JPEG. На сегодняшний день самым распространенным вариантом является расширение JPG.

Хранение графической информации в файловом формате JPEG использует алгоритм метода сжатия с потерями. Это позволяет сжимать данные с достаточно высокой эффективностью. В формате JPEG можно сохранять картинки с глубиной цвета до 24 бит/пиксель и размером их сторон не более 65535 пикселей (2311,93 см).

В JPEG не сохраняется альфа-канал (прозрачность).

Преимущества формата JPEG

Формат JPEG приобрел популярность из-за своего алгоритма сжатия, который позволяет значительно сжимать информацию и при этом сохранять основные цвета и яркость. Файлы в этом формате могут иметь небольшой размер, но при этом сохранять приемлемое качество изображений.

Этот формат используется во всех цифровых фотокамерах.

Изображения в формате JPEG можно без проблем просмотреть на любом электронном устройстве: компьютер, телевизор, смартфон, игровая приставка и так далее. Этот формат поддерживается во всех основных операционных системах: Mac OS, Linux, Windows, Android, iOS.

Недостатки формата JPEG

Главным недостатком формата JPEG можно считать то, что картинки в этом формате можно эффективно обрабатывать только один раз. После каждого сохранения изображения теряют качество и чем выше уровень сжатия, тем хуже будет их качество.

Другим недостатком формата JPEG является то, что он не сохраняет слои и альфа каналы (прозрачность).

Ограничения формата, которые напрямую зависят от уровня сжатия информации:

Детальнее о процессе сжатия файлов в формате JPEG

Чтобы дать вам представление о масштабе сжатия, которое используется в этом формате, представьте себе изображение весом примерно в 100 килобайт. Если бы информация об изображении хранилась без сжатия, для каждого пикселя потребовалось бы три числа – по одному для каждого из красного, зеленого и синего компонентов. Это будет означать в общей сложности 1 140 000 чисел, или около 1,2 мегабайт. Благодаря сжатию JPEG выходной файл становится в более чем десять раз меньше!

Процесс сжатия картинки в формате JPEG производится не сразу, а поэтапно.

Три уровня сжатия, которые используются в JPEG

Этап сжатия №1: Подвыборка насыщенности цвета, Цветовая субдискретизация

Этот этап в некоторой мере похож на то, как работают человеческие глаза. Цветовые рецепторы в наших глазах, известные как «колбочки», делятся на три типа, каждый из которых наиболее чувствителен к красному, зеленому или синему. Палочки, другой тип рецептора, которым наши глаза видят, могут обнаруживать только изменения яркости, но они гораздо более чувствительны. В наших глазах около ста двадцати миллионов палочек по сравнению с жалкими шестью миллионами колбочек.

Это означает, что наши глаза гораздо лучше обнаруживают изменения яркости, чем они обнаруживают изменения цвета. Если мы можем отделить цвет от яркости, мы можем удалить немного цвета, чтобы никто не заметил. Подвыборка насыщенности цвета – это процесс представления цветовых компонентов изображения с более низким разрешением, чем у его компонентов яркости.

Использование цветового пространства YCbCr не является уникальным для JPEG. На самом деле, он был разработан в 1938 году для телевизионных передач. Не у всех были цветные телевизоры, поэтому отделение цвета от яркости позволило всем получать одинаковую передачу, а телевизоры, которые не поддерживали цвет, просто использовали компонент яркости.

Этап сжатия №2: Дискретное косинусное преобразование и квантование

На этом этапе все изображение разбивается на отдельные квадраты размером 8×8 пикселей и над каждым из них производится преобразование. При этом каждый квадрат раскладывается на составные цвета для подсчета частоты появления их по всему изображению.

Этот уровень сжатия в значительной степени является определяющей особенностью JPEG. После преобразования цветов в YCbCr компоненты сжимаются по отдельности. Дискретное косинусное преобразование (Discrete Cosine Transform – DCT) – это процесс разбиения изображения на блоки 8×8 и преобразования каждого блока в комбинацию из 64 паттернов.

Звучит невероятным то, что любое изображение может быть представлено с использованием 64 особых шаблонов (паттернов). Но это то же самое, что сказать, что любое место на Земле можно представить с использованием только двух чисел: долготы и широты. Поверхность Земли можно представить как двумерную, поэтому здесь нужны только два числа. Изображение 8х8 имеет шестьдесят четыре измерения, поэтому нам нужно шестьдесят четыре числа.

С точки зрения сжатия, не очевидно, как это помогает нам. Если нам нужно шестьдесят четыре числа для представления изображения 8×8, почему это лучше, чем хранить шестьдесят четыре компонента яркости? Мы делаем это по той же причине, по которой мы преобразовали три числа RGB в три числа YCbCr : это позволяет нам удалять детали, которые менее заметны.

Трудно понять, как именно выглядят детали, которые удаляются на этом этапе сжатия, потому что JPEG применяет дискретное косинусное преобразование только к блокам по 8×8 пикселей за один раз. Однако нет причин, по которым мы не можем применить его ко всему изображению.

На этом этапе сжатия JPEG удаляет высокочастотные детали. Преобразование цветов в коэффициенты (паттерны) DCT не является операцией с потерями. Это шаг квантования осуществляется с потерями, при котором значения высокой частоты, значения близкие к нулю или оба, удаляются. Когда вы выбираете более низкую настройку качества для изображения JPEG, это увеличивает порог для того, сколько из этих значений будет удалено, что приводит к меньшему размеру файла, но к более «зернистому» изображению.

Объем удаляемой из файла JPEG информации во время такой обработки сильно зависит от указанного уровня сжатия, и чем он больше, тем хуже будет качество изображения. Такое изображение уже никогда нельзя будет вернуть к первоначальному виду. Именно поэтому JPEG называется форматом сжатия с потерями качества. Размер файла после сжатия по сравнению с исходным файлом напрямую зависит от детализации изображения и чем больше мелких деталей, тем больше размер файла. Лучше сжимаются те изображения, в которых меньше шума и больше плавных цветовых и яркостных переходов. Чем выше контраст, тем хуже сжимается картинка.

Этап сжатия №3: Длина цикла, дельта и кодирование Хаффмана

На этом этапе сжатия 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.

Все этапы сжатия до сих пор были с потерями. Этот последний слой сжатия, напротив, без потерь. Он не удаляет какую-либо информацию, но значительно уменьшает размер файла.

Как происходит сжатие, если не отсекается какая-то информация?

Подумайте о простом сплошном черном изображении. JPEG использует около 5000 чисел, чтобы представить его, но мы можем сделать намного лучше. Как можно сделать это с наименьшим количеством байтов? Наименьшее, что можно придумать, это четыре байта: три для указания цвета и один для определения количества пикселей, имеющих этот цвет. Идея выразить все повторяющиеся значения кратко таким способом называется кодированием по длине прогона. Это будет без потерь, потому что мы можем восстановить закодированные данные точно в том виде, как это было раньше.

Размер файла сплошного черного изображения JPEG намного больше, чем четыре байта, потому что помните, что в слое DCT сжатие применяется к блокам 8×8 одновременно. Поэтому, как минимум, нам понадобится один коэффициент DCT для каждого блока в 64 пикселя. Нам нужен только один, потому что вместо сохранения одного коэффициента DCT, за которым следуют 63 нуля для этого изображения, кодирование по длине прогона позволяет нам просто сохранить одно число и сказать «остальные равны нулю».

Дельта-кодирование – это метод хранения каждого байта в качестве относительного значения по сравнению с чем-то перед ним, вместо сохранения его абсолютного значения.

Для этого этапа характерно то, что здесь происходит запись заголовков в JPEG. Заголовки – это первые около 500 байтов, которые содержат метаданные об изображении, такие как его ширина и высота. Без заголовка практически невозможно (или, по крайней мере, очень трудно) декодировать изображение JPEG. Каждое изображение JPEG сжимается с кодом, который специфичен для этого конкретного изображения. Эти коды определены в словаре, хранящемся в заголовке. Этот метод называется кодированием Хаффмана, а словарь (алфавит) называется таблицей Хаффмана. Каждый компонент цвета может иметь свою собственную таблицу Хаффмана.

Это потенциально огромная трата хранилища, если у вас много небольших номеров. Кодирование Хаффмана – это метод, который позволяет нам ослабить это требование о том, что каждое число должно занимать восемь битов.

Как декодировать JPEG изображения?

Зная этапы процесса сжатия (кодирования) картинки, описанные выше, мы сможем представить себе процесс чтения (декодирования) изображения в формате JPEG. Для этого нам нужно:

Это довольно большая работа, которая делается программой только для того, чтобы вы могли увидеть простую картинку с изображением котика!

Как правильно сохранять фотографии в формате JPEG

Учитывая все достоинства и недостатки файлового формата JPEG, которые мы рассмотрели выше, вы сможете эффективно сохранять изображения в этом формате. Это позволит вам сэкономить дисковое пространство на компьютере и при этом сберечь высокое качество изображений.

Многие фотографы делают основную ошибку: 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. Не забывайте, что формат JPEG предназначен в основном для эффективного просмотра изображений, а не для последующих обработок и доработок.

На сегодня все. Надеемся, что данная статья была вам полезна и интересна. Если у вас есть какие-то вопросы или замечания по данной теме, не стесняйтесь их озвучивать в разделе комментирования ниже.

Источник

Как устроен формат JPEG

Изображения формата JPEG встречаются повсюду в нашей цифровой жизни, но за этим покровом осведомлённости скрываются алгоритмы, устраняющие детали, не воспринимаемые человеческим глазом. В итоге получается высочайшее визуальное качество при наименьшем размере файла – но как конкретно всё это работает? Давайте посмотрим, чего именно не видят наши глаза!

Легко принять, как само собой разумеющееся, возможность отправить фотку другу, и не волноваться по поводу того, какое устройство, браузер или операционную систему он использует – однако так было не всегда. К началу 1980-х компьютеры умели хранить и показывать цифровые изображения, однако по поводу наилучшего способа для этого существовало множество конкурирующих идей. Нельзя было просто отправить изображение с одного компьютера на другой и надеяться, что всё заработает.

Для решения этой проблемы в 1986 году был собран комитет экспертов со всего мира под названием «Объединённая группа экспертов по фотографии» (Joint Photographic Experts Group, JPEG), основанный в рамках совместной работы Международной организации по стандартизации (ISO) и Международной электротехнической комиссии (IEC) – двух международных организаций по стандартизации, штаб-квартира которых расположена в Женеве (Швейцария).

Группа людей под названием JPEG создала стандарт сжатия цифровых изображений JPEG в 1992 году. Любой человек, использовавший интернет, вероятно, встречался с изображениями в кодировке JPEG. Это самый распространённый способ кодирования, отправки и хранения изображений. От веб-страниц до емейла и соцсетей, JPEG используется миллиарды раз в день – практически каждый раз, когда мы смотрим изображение онлайн или отправляем его. Без JPEG веб был бы менее ярким, более медленным, и, вероятно, в нём было бы меньше фоток котиков!

Эта статья – о том, как декодировать JPEG изображение. Иначе говоря, о том, что требуется для преобразования сжатых данных, хранящихся на компьютере, в изображение, появляющееся на экране. Об этом стоит знать не только потому, что это важно для понимания технологии, которую мы используем ежедневно, но и потому, что раскрывая уровни сжатия, мы лучше узнаём восприятие и зрение, а также то, к каким деталям наши глаза восприимчивей всего.

Кроме того, играться с изображениями таким способом очень интересно.

Заглядывая внутрь JPEG

На компьютере всё хранится в виде последовательности двоичных чисел. Обычно эти биты, нули и единицы, группируются по восемь, составляя байты. Когда вы открываете JPEG изображение на компьютере, что-то (браузер, операционка, ещё что-то) должно декодировать байты, восстановив изначальное изображение в виде списка цветов, которые можно показать.

Если вы скачаете эту умильную фотографию кота и откроете её в текстовом редакторе, вы увидите кучу бессвязных символов.

Здесь я использую Notepad++ для изучения содержимого файла, поскольку обычные текстовые редакторы, типа Notepad из Windows, испортят двоичный файл после сохранения, и он перестанет удовлетворять формату JPEG.

Открывая изображение в текстовом редакторе, вы сбиваете компьютер с толку, точно так же, как вы сбиваете с толку свой мозг, когда потрёте глаза и начинаете видеть цветные пятна!

Эти пятна, которые вы видите, известны, как фосфены, и не являются результатом воздействия светового стимула или галлюцинациями, порождёнными разумом. Они возникают, потому что ваш мозг считает, что любые электрические сигналы в глазных нервах передают информацию о свете. Мозгу необходимо делать такие предположения, поскольку никак нельзя узнать, является ли сигнал звуком, видением или чем-то ещё. Все нервы в теле передают абсолютно одинаковые электрические импульсы. Давя на глаза, вы отправляете сигналы, не являющиеся зрительными, но активирующие рецепторы глаза, что ваш мозг интерпретирует – в данном случае, неверно – как нечто зрительное. Вы буквально способны видеть давление!

Забавно думать о том, насколько компьютеры похожи на мозг, однако это также является полезной аналогией, иллюстрирующей, насколько сильно значение данных – передаваемых по телу нервами, или хранящихся на компьютере – зависит от их интерпретации. Все двоичные данные состоят из нулей и единиц, базовых компонентов, способных передавать информацию любого вида. Ваш компьютер часто догадывается, как интерпретировать их при помощи подсказок, например, расширений файлов. А сейчас мы заставляем его интерпретировать их как текст, поскольку именно этого ожидает текстовый редактор.

Чтобы понять, как декодировать JPEG, нам нужно увидеть сами изначальные сигналы – двоичные данные. Это можно сделать при помощи шестнадцатеричного редактора, или же прямо на веб-странице оригинала статьи! Там есть изображение, рядом с которым в текстовом поле приведены все его байты (кроме заголовка), представленные в десятичном виде. Вы можете менять их, и скрипт перекодирует и выдаст новое изображение на лету.

Можно узнать многое, просто играясь с этим редактором. К примеру, можете ли вы сказать, в каком порядке хранятся пиксели?

В этом примере странно то, что изменение некоторых чисел вообще не влияет на изображение, а, например, если заменить число 17 на 0 в первой строке, то фотка полностью испортится!

Другие изменения, например, замена 7 на строке 1988 на число 254 изменяет цвет, но только последующих пикселей.

Возможно, наиболее странным будет то, что некоторые числа меняют не только цвет, но и форму изображения. Измените 70 в строке 12 на 2 и посмотрите на верхний ряд изображения, чтобы увидеть, что я имею в виду.

И вне зависимости от того, какое JPEG изображение вы используете, вы всегда будете находить эти загадочные шахматные последовательности при редактировании байтов.

Играясь с редактором, тяжело понять, как воссоздаётся фотка из этих байтов, поскольку JPEG сжатие состоит из трёх различных технологий, применяющихся последовательно по уровням. Мы изучим каждую из них отдельно, чтобы раскрыть наблюдаемое нами загадочное поведение.

Три уровня JPEG сжатия:

На самом деле, это изображение можно сжать гораздо сильнее. Снизу приведены два изображения рядом – фотка справа была ужата до 16 Кб, то есть в 57 раз меньше, чем несжатая версия!

Если присмотреться, будет видно, что эти изображения не идентичны. Оба они – картинки с JPEG сжатием, однако правая гораздо меньше по объёму. Также она выглядит чуть похуже (посмотрите на квадраты цветов фона). Поэтому JPEG ещё называют сжатием с потерями; в процессе сжатия изображение меняется и теряет некоторые детали.

1. Цветовая субдискретизация

Вот изображение с применением только первого уровня сжатия.

(Интерактивная версия – в оригинале статьи). Удаление одного числа рушит все цвета. Однако если удалить ровно шесть чисел, это практически не влияет на изображение.

Теперь числа чуть проще расшифровать. Это почти что простой список цветов, у которого каждый байт изменяет ровно один пиксель, но при этом он уже в два раза меньше несжатого изображения (которое занимало бы ок. 300 Кб в таком уменьшенном размере). Догадаетесь, почему?

Можно видеть, что эти числа не обозначают стандартные красную, зелёную и синюю компоненты, поскольку если заменить все числа нулями, мы получим зелёное изображение (а не белое).

Это потому, что эти байты обозначают Y (яркость),

Cb (относительная голубизна),

и Cr (относительная краснота) картинки.

Почему не использовать RGB? Ведь именно так работает большинство современных экранов. Ваш монитор может демонстрировать любой цвет, включая красный, зелёный и синий цвета с разной интенсивностью для каждого пикселя. Белый получается включением всех трёх на полную яркость, а чёрный – их отключением.

Это также очень похоже на работу человеческого глаза. Цветовые рецепторы наших глаз называются «колбочки», и делятся на три типа, каждый из которых более чувствителен либо к красному, либо к зелёному, либо к синему цветам [колбочки S-типа чувствительны в фиолетово-синей (S от англ. Short — коротковолновый спектр), M-типа — в зелено-желтой (M от англ. Medium — средневолновый), и L-типа — в желто-красной (L от англ. Long — длинноволновый) частях спектра. Наличие этих трёх видов колбочек (и палочек, чувствительных в изумрудно-зелёной части спектра) даёт человеку цветное зрение. / прим. перев.]. Палочки, другой тип фоторецепторов в наших глазах, способны улавливать только изменения в яркости, однако они гораздо более чувствительные. В наших глазах есть около 120 млн палочек и всего 6 млн колбочек.

Поэтому наши глаза гораздо лучше замечают изменения в яркости, чем изменения в цвете. Если отделить цвет от яркости, можно убрать немного цвета, и никто ничего не заметит. Цветовая субдискретизация – это процесс представления цветовых компонентов изображения в меньшем разрешении по сравнению с компонентами яркости. В примере выше у каждого пикселя ровно один компонент Y, а у каждой отдельной группы из четырёх пикселей есть ровно одна компонента Cb и одна Cr. Поэтому изображение содержит в четыре раза меньше цветовой информации, чем было у оригинала.

Цветовое пространство YCbCr используется не только в JPEG. Его изначально придумали в 1938 году для телепередач. Не у всех есть цветной телевизор, поэтому разделение цвета и яркости позволило всем получать один и тот же сигнал, а телевизоры без цвета просто использовали только компонент яркости.

Поэтому удаление одного числа из редактора полностью рушит все цвета. Компоненты хранятся в виде Y Y Y Y Cb Cr (на самом деле, не обязательно в таком порядке – порядок хранения задаётся в заголовке файла). Удаление первого числа приведёт к тому, что первое значение Cb будет воспринято, как Y, Cr как Cb, и в целом получится эффект домино, переключающий все цвета картинки.

Спецификация JPEG не обязывает вас использовать YCbCr. Но в большинстве файлов она используются, поскольку она даёт изображения лучшего качества после субдискретизации по сравнению с RGB. Но вам не обязательно верить мне на слово. Посмотрите сами в табличке ниже, как будет выглядеть субдискретизация каждого отдельного компонента как в RGB, так и в YCbCr.

(Интерактивная версия – в оригинале статьи).

Удаление синего не так заметно, как красного или зелёного. Всё потому, что из шести миллионов колбочек в ваших глазах около 64% чувствительны к красному, 32% к зелёному и 2% к синему.

Субдискретизация компонента Y (слева внизу) видна лучше всего. Заметно даже небольшое изменение.

Преобразование изображения из RGB в YCbCr не уменьшает размер файла, но облегчает поиск менее заметных деталей, которые можно удалить. Сжатие с потерями происходит на втором этапе. В её основе лежит идея представления данных в более сжимаемом виде.

2. Дискретное косинусное преобразование и дискретизация

Этот уровень сжатия по большей части и определяет суть JPEG. После преобразования цветов в YCbCr компоненты сжимаются по отдельности, поэтому далее мы можем сконцентрироваться только на компоненте Y. И вот как выглядят байты компонента Y после применения этого уровня.

(Интерактивная версия – в оригинале статьи). В интерактивной версии клик на пикселе прокручивает редактор на строчку, которая его обозначает. Попробуйте поудалять числа с конца или добавить несколько нулей к определённому числу.

На первый взгляд, выглядит, как очень плохое сжатие. В изображении 100 000 пикселей, и для обозначения их яркости (Y-компоненты) требуется 102 400 чисел — это хуже, чем если вообще ничего не сжимать!

Однако обратите внимание на то, что большинство этих чисел равны нулю. Более того, все эти нули в конце строк можно удалять, не меняя изображение. Остаётся порядка 26 000 чисел, а это уже почти в 4 раза меньше!

На этом уровне находится секрет шахматных узоров. В отличие от других эффектов, которые мы видели, появление этих узоров не является глюком. Они – строительные блоки всего изображения. В каждой строчке редактора содержится ровно 64 числа, коэффициенты дискретного косинусного преобразования (DCT), соответствующие интенсивностям 64-х уникальных узоров.

Эти узоры формируются на основе графика косинуса. Вот, как выглядят некоторые из них:

8 из 64 коэффициентов

Ниже – изображение, демонстрирующее все 64 узора.

(Интерактивная версия – в оригинале статьи).

Эти узоры имеют особое значение, поскольку они формируют базис изображений размера 8х8. Если вы незнакомы с линейной алгеброй, то это означает, что любое изображение размера 8х8 можно получить из этих 64-х узоров. DCT – это процесс разбиения изображений на блоки 8х8 и преобразования каждого блока в комбинацию из этих 64 коэффициентов.

То, что любое изображение можно составить из 64 определённых узоров, кажется волшебством. Однако это то же самое, что сказать, что любое место на Земле можно описать двумя числами – широтой и долготой [с указанием полушарий / прим. перев.]. Мы часто считаем поверхность Земли двумерной, поэтому нам требуются всего два числа. Изображение 8х8 имеет 64 измерения, поэтому нам требуются 64 числа.

Пока непонятно, как это помогает нам в смысле сжатия. Если нам нужно 64 числа для представления изображения 8х8, почему этот способ будет лучше, чем просто хранить 64 компоненты яркости? Мы делаем это по той же причине, по которой мы превратили три числа RGB в три числа YCbCr: это позволяет нам удалить незаметные детали.

Сложно увидеть, какие именно детали удаляются на этом этапе, поскольку JPEG применяет DCT к блокам 8х8. Однако никто не запрещает нам применить его к целой картинке. Вот, как выглядит DCT по компоненте Y в применении к целой картинке:

С конца можно удалить более 60 000 чисел практически без заметных изменений на фотке.

Однако отметьте, что если мы обнулим первые пять чисел, разница будет очевидной.

Числа в начале обозначают изменения низкой частоты в изображении, и наши глаза улавливают их лучше всего. Числа ближе к концу обозначают изменения высоких частот, которые сложнее заметить. Чтобы «увидеть то, что не видно глазом», мы можем изолировать эти детали высокой частоты, обнулив первые 5000 чисел.

Мы видим все области изображения, в которых происходит наибольшее изменение от пикселя к пикселю. Выделяются глаза кота, его усы, махровое одеяло и тени в нижнем левом углу. Можно пойти и дальше, обнулив первые 10 000 чисел:

Эти высокочастотные детали JPEG и удаляет на этапе сжатия. Преобразование цветов в коэффициенты DCT не несёт потерь. Потери образуются на шаге дискретизации, где удаляются величины высокой частоты или близкие к нулю. Когда вы понижаете качество сохранения JPEG, программа увеличивает порог количества удаляемых значений, что даёт уменьшение размера файла, но делает картинку более пикселизированной. Поэтому изображение в первом разделе, которое было в 57 раз меньше, так выглядело. Каждый блок 8х8 представлялся гораздо меньшим количеством коэффициентов DCT по сравнению с более качественной версией.

Можно сделать такой крутой эффект, как постепенная потоковая передача изображений. Можно вывести размытую картинку, которая становится всё более детализированной по мере скачивания всё большего количества коэффициентов.

Вот, просто для интереса, что получится при использовании всего 24 000 чисел:

Очень размыто, но как будто узнаваемо!

3. Кодирование длин серий, дельта и Хаффмана

Пока что все этапы сжатия шли с потерями. Последний этап, наоборот, идёт без потерь. Он не удаляет информацию, однако значительно уменьшает размер файла.

Как можно сжать что-либо, не отбрасывая информацию? Представьте, как бы мы описали простой чёрный прямоугольник 700 х 437.

JPEG использует для этого 5000 чисел, но можно достичь гораздо лучшего результата. Можете представить себе схему кодирования, которая бы описывала подобное изображение как можно меньшим количеством байт?

Минимальная схема, которую смог придумать я, использует четыре: три для обозначения цвета, и четвёртый – сколько пикселей имеет такой цвет. Идея представления повторяющихся значений таким сжатым способом называется кодирование длин серий. Она не имеет потерь, поскольку мы можем восстановить закодированные данные в первозданном виде.

Размер файла JPEG с чёрным прямоугольником гораздо больше 4 байт – вспомните, что на уровне DCT сжатие применяется к блокам 8х8 пикселей. Поэтому как минимум нам нужен один коэффициент DCT на каждые 64 пикселя. Один нам нужен потому, что вместо того, чтобы хранить один DCT-коэффициент, за которым идёт 63 нуля, кодирование длин серий позволяет нам хранить одно число и обозначить, что «все остальные – нули».

Дельта-кодирование – это техника, при которой каждый байт содержит отличие от какого-то значения, а не абсолютную величину. Поэтому редактирование определённых байтов изменяет цвет всех остальных пикселей. К примеру, вместо того, чтобы хранить

12 13 14 14 14 13 13 14

Мы могли бы начать с 12, а потом просто обозначать, сколько надо прибавить или отнять, чтобы получить следующее число. И эта последовательность в дельта-кодировании приобретает вид:

Преобразованные данные не получаются меньше исходных, но сжимать их уже легче. Применение дельта-кодирования перед кодированием длин серий может сильно помочь, оставаясь при этом сжатием без потерь.

Дельта-кодирование – одна из немногих техник, применяемых вне блоков 8х8. Из 64 коэффициентов DCT один – просто постоянная волновая функция (сплошной цвет). Он представляет среднюю яркость каждого блока для компонент яркости, или среднюю голубизну для компонентов Cb, и так далее. Первое значение каждого DCT-блока называется DC-значением, и каждое DC-значение проходит дельта-кодирование по отношению к предыдущим. Поэтому изменение яркости первого блока повлияет на все блоки.

Остаётся последняя загадка: как изменение единственного числа полностью портит всю картинку? Пока таких свойств у уровней сжатия не было. Ответ лежит в заголовке JPEG. Первые 500 байт содержат метаданные об изображении – ширину, высоту, и проч., и пока мы с ними не работали.

Без заголовка практически невозможно (ну, или очень сложно) декодировать JPEG. Это будет выглядеть так, будто я пытаюсь описать вам картину, и начинаю изобретать слова для того, чтобы передать своё впечатление. Описание будет, вероятно, весьма сжатым, поскольку я могу изобретать слова именно с тем значением, которое я хочу передать, однако для всех остальных они не будут иметь смысла.

Звучит глупо, но именно так это и происходит. Каждое изображение JPEG сжимается с кодами, специфичными именно для него. Словарь кодов хранится в заголовке. Эта техника называется «код Хаффмана», а словарь – таблицей Хаффмана. В заголовке таблица отмечена двумя байтами – 255 и потом 196. У каждого цветового компонента может быть своя таблица.

Изменения таблиц радикально повлияют на любое изображение. Хороший пример – поменять на 15-й строке 1 на 12.

Это происходит потому, что в таблицах указывается, как нужно читать отдельные биты. Пока что мы работали только с двоичными числами в десятичном виде. Но это скрывает от нас тот факт, что если вы хотите хранить число 1 в байте, то оно будет выглядеть, как 00000001, поскольку в каждом байте должно быть ровно восемь бит, даже если нужен из них всего один.

Потенциально это большая трата места, если у вас есть много мелких чисел. Код Хаффмана – это техника, позволяющая нам ослабить это требование, по которому каждое число должно занимать восемь бит. Это значит, что если вы видите два байта:

То, в зависимости от таблицы Хаффмана, это могут быть три числа. Чтобы их извлечь, вам надо сначала разбить их на отдельные биты:

Затем обращаемся к таблице, чтобы понять, как их группировать. К примеру, это могут быть первые шесть битов, (111010), или 58 в десятичной системе, за которыми идут пять битов (10011), или 19, и наконец последние четыре бита (0011), или 3.

Поэтому очень сложно разобраться в байтах на этом этапе сжатия. Байты не представляют то, что кажется. Не буду углубляться в детали работы с таблицей в данной статье, но материалов по этому вопросу в сети достаточно.

Один из интересных трюков, которые можно проделать, зная это – отделить заголовок от JPEG и хранить его отдельно. По сути, получится, что файл сможете прочесть только вы. Facebook проделывает это, чтобы ещё сильнее уменьшать файлы.

Что ещё можно сделать – совсем немного изменить таблицу Хаффмана. Для других это будет выглядеть, как испорченная картинка. И только вы будете знать волшебный вариант её исправления.

Подведём итоги: так что же нужно для декодирования JPEG? Необходимо:

Код, использованный в статье, открыт, и содержит инструкции по замене картинок на свои собственные.

Источник

Как работает формат JPEG – преимущества и недостатки метода сжатия

JPEG расшифровывается как Joint Photographic Experts Group (Объединенная группа экспертов по фотографии).

JPEG – это тип сжатия цифровых изображений. Кроме того, он известен как формат изображений, но это совершенно неверно, потому что JPEG – это метод сжатия изображений, он используется для многих форматов файлов, таких как EPS, PDF и даже файлы TIFF.

Этот метод сжатия изображений разработан «Объединенной группой экспертов по фотографии», поэтому он называется JPEG. Это сжатие использует алгоритм сжатия с потерями, так что некоторая информация удаляется из изображения при сжатии. Стандарт JPEG работает путем усреднения цветовых вариаций и отбрасывания информации, которую человеческий глаз не может увидеть.

Как работает сжатие JPEG

JPEG сжимается в полноцветные изображения или изображения в градациях серого. В случае цветных изображений RGB преобразуется в цветовое пространство яркости или цветности.

Сжатие JPEG работает путем определения похожих цветовых областей внутри изображения и преобразования их в фактически один и тот же цветовой код. JPEG использует метод DCT (дискретное косинусное преобразование) для сжатия и преобразования.

Шаги сжатия JPEG:

Формула, по которой работает метод DCT:

Немного истории JPEG

В 1982 году ISO (Международная организация по стандартизации) сформировала Группу экспертов по фотографии для исследования способов передачи видео и неподвижных изображений по каналам передачи данных.

Три года спустя CCITT сформировал группу для работы над техникой сжатия изображений. Затем, в 1987 году, две группы объединились и создали ещё одну группу под названием Объединенная группа экспертов по фотографии (JPEG). Затем все они работали над новым стандартом, который использует сжатие данных для уменьшения размера графического файла.

В 1992 году был создан JPEG, а последняя версия выпущена в 1994 году.

Источник

Формат jpg что это такое

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.

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). С другой стороны, так как данные, подвергающиеся компресии по формату JPEG и декомпрессированые данные обычно представляются в формате 8 бит на канал, иногда используется эта терминология. Поддерживается также сжатие черно-белых полутоновых изображений.

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:

Синтаксис и структура

Изображение JPEG содержит последовательность маркеров, каждый из которых начинается с байта 0xFF, свидетельствующий о начале маркера. Некоторые маркеры состоят только из этого байта; другие же, кроме него содержат информация о длине полезной информации (длина включает в себя два байта длины, исключая длину маркера).

Основные маркеры JPEG [1]

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.

Источник

JPG vs. JPEG: понимание наиболее распространенного формата файла изображения. Часть 1

Владельцы сайтов постоянно сталкиваются с файлами изображений. Хотя вам не нужно быть экспертом, чтобы редактировать и загружать изображения на веб-сайт, вы должны ознакомиться с распространенными форматами файлов, такими как JPEG. Или JPG?

В этой статье мы расскажем об особенностях JPG и JPEG, чтобы вы поняли различия, а также другие подробности, которые помогут вам загрузить на свой веб-сайт самые лучшие изображения для максимального удобства пользователей.

Готовы? Давайте начнем!

Что такое JPEG?

Как владелец веб-сайта, работающего с изображениями, вы, скорее всего, видели формат файла JPEG во время редактирования и загрузки рекламы.

Но знаете ли вы, что термин JPEG на самом деле является ссылкой на три разные вещи?

Ну, это так, и мы собираемся объяснить все из них:

1. Сжатие JPEG с потерями

Когда вы загружаете изображения на свой веб-сайт, важно, чтобы вы не оказывали негативного влияния на скорость и производительность вашего сайта, используя большие изображения, которые тратят впустую ресурсы и которым требуется вечность, чтобы быть загруженными на внешний интерфейс вашего сайта. Фактически, все владельцы веб-сайтов должны каким-то образом оптимизировать свои изображения, чтобы уменьшить размеры файлов и сохранить время загрузки, а также пользовательский опыт.

Вот где JPEG пригодится. JPEG — это метод сжатия с потерями, используемый для того, чтобы используемые цифровые изображения были как можно меньше и быстро загружались, когда кто-то хочет их просмотреть.

Вот некоторые вещи, которые нужно помнить о сжатии с потерями:

Если вы более опытны в редактировании изображений с использованием сжатия с потерями, есть шанс, что вы сможете сохранить качество изображения, уменьшив при этом размер его файла, работая с изображениями в формате RAW JPEG, внося изменения и сохраняя изображение один раз.

Если вы не хотите выполнять сжатие JPEG с потерями на изображениях вашего сайта, всегда есть альтернатива: сжатие без потерь.

Сжатие без потерь сохраняет ваши изображения в совершенно другом формате (обычно PNG). Хотя качество изображения никогда не приносится в жертву, потому что информация не удаляется, знайте, что при сжатии без потерь конечный размер файла вашего изображения всегда будет больше, чем при сжатии с потерями. Это может привести к замедлению загрузки страницы.

2. JPEG

JPEG означает «Объединенная группа экспертов по фотографии», что является названием подкомитета, который помог создать стандарт JPEG, а также другие стандарты кодирования неподвижных изображений в рамках более широкой группы под названием ISO.

Первый стандарт JPEG был выпущен в 1992 году ISO (Международная организация по стандартизации). ISO несет ответственность за создание документов, которые «…содержат требования, спецификации, руководящие принципы или характеристики, которые могут быть последовательно использованы для обеспечения соответствия материалов, продуктов, процессов и услуг по их назначению».

ISO устанавливает стандарты для многих вещей, включая цифровые изображения, стремясь предоставить пользователям и потребителям продукцию и услуги самого высокого качества.

Эта международная организация является добровольной группой людей с членами из более чем 164 стран, что делает ее крупнейшим разработчиком стандартов в мире.

3. JPEG как формат файла

Последний способ использования термина JPEG — это ссылка на имя формата файла или способ хранения и сохранения цифровых изображений. Это, вероятно, способ, которым вы больше всего привыкли видеть JPEG, потому что это один из вариантов формата файла, который вы выбираете при сохранении изображения после его редактирования.

Итак, теперь давайте посмотрим, что такое JPG.

Что такое JPG?

Чем же является JPG по сравнению с JPEG?

Безумство, верно? Позвольте нам объяснить.

Термин JPG существует из-за более ранних версий операционных систем Windows. В частности, файловые системы MS-DOS 8.3 и FAT-16 имели максимальный трехбуквенный лимит, когда дело доходило до имен файлов, в отличие от UNIX-подобных операционных систем, таких как Mac или Linux, у которых не было этого ограничения.

Продолжение следует…

Всем успешной работы и творчества!

Источник

Чем отличаются форматы изображений и зачем они нужны

Одно и то же изображение в разных форматах может иметь разный размер и разное качество. Почему так, для чего используются разные форматы и чем они отличаются — разбираемся в статье.

Это необработанный файл изображения без сжатия. Вы получаете файлы RAW, делая снимки на цифровом зеркальном фотоаппарате. По этой причине такие файлы огромны — каждый из них легко может занимать 25 МБ. Это подходит для редактирования фотографий, но не для их хранения, поэтому и существует сжатие изображений.

В статье будет использоваться одна и та же фотография для сравнения. В браузере нельзя отобразить её в формате RAW, но просмотр высококачественных фотографий в формате JPEG или PNG должен дать представление о том, как выглядит оригинал. Также для сравнения необработанный файл этой фотографии имеет размер 12,4 МБ.

Наиболее распространённый формат изображений JPEG (или JPG) является стандартом организации Joint Photographic Experts Group и часто используется для публикации фотографий и изображений текста в интернете. Формат поддерживает 24 бита на пиксель, по 8 для зелёного, синего и красного, что делает этот формат «truecolor», который может отображать более 16 000 000 цветов.

JPEG способен создавать изображения высокого качества, но это всё равно формат сжатия с потерями. Вот почему вы часто будете видеть варианты «низкое», «среднее» и «высокое» качество при экспорте изображения в формате JPEG. Каждый параметр уменьшает степень сжатия и повышает качество фотографии. Вот фотография в форматах JPEG высокого, среднего и низкого качества с соответствующими размерами.

JPEG высокого качества (качество установлено на 100), размер: 471 КБ

JPEG среднего качества (установлено качество 50), размер: 68 КБ

JPEG низкого качества (качество установлено до 20), размер: 32 КБ

Высококачественный JPEG обычно является хорошим компромиссом между размером и качеством. Однако, как только вы создаёте JPEG среднего и низкого качества, изображение значительно ухудшается. Кроме того, JPEG лучше всего подходит для фотографий или рисунков, у которых меньше резких переходов, чем у текста.

Graphics Interchange Format (GIF) допускает 8 бит на пиксель, по три на красный и зелёный и два на синий. Поэтому GIF-файлам доступны 256 цветов, хотя можно получить и больше, используя несколько цветовых блоков с различными 256-цветными палитрами. При сжатии без потерь GIF-файлы могут идеально воспроизводить свои ограниченные цветовые палитры при многократном повторном сжатии.

Вот тестовая фотография в кодировке GIF:

Размер GIF: 194 КБ

Как вы можете видеть, размер относительно невелик, но отсутствие глубины цвета ухудшает качество изображения (это особенно заметно при переходах между светлым и тёмным, например, внутри края синего горшка с жёлтым цветком на правой стороне фото).

Другая важная вещь, которую нужно знать о GIF-файлах, заключается в том, что они могут быть анимированными, чему можно найти множество интересных применений. Используя несколько кадров изображения, нарисованных по порядку, можно создать видимость движения. Помимо создания анимации, формат GIF редко используется из-за его ограниченного цветового пространства.
Более подробно ознакомиться с вариантами использования анимированных GIF-файлов вы можете, перейдя на эту страницу.

Тип файла Portable Network Graphics, предназначенный для замены GIF, — это ещё один формат сжатия без потерь. Он содержит значительно больше информации, чем его предшественник: 24 или 32 бита на пиксель. 24-разрядная версия содержит информацию RGB, а 32-разрядная использует цветовое пространство RGBA. «A» в RGBA означает «альфа», что обеспечивает разные уровни прозрачности изображения (клетчатый фон, как на рисунке ниже, обычно указывает на прозрачность).

Поскольку PNG-файл содержит гораздо больше информации, он будет немного больше, чем JPEG или GIF.

Размер PNG: 1,5 МБ

Эта фотография PNG выглядит не лучше, чем высококачественный JPEG, хотя важно помнить, что сжатие без потерь будет поддерживать качество фотографии при многократном повторном сжатии. Кроме того, если важна прозрачность, PNG — верное решение.

The Tagged Image File Format изначально разрабатывался для сканеров и становился всё более сложным по мере того, как сканеры переходили от чёрно-белого к полутоновому и до полноцветного изображения. Теперь это широко используемый полноцветный тип файла. TIFF-файлы могут быть сохранены в сжатом или несжатом виде, а используемое сжатие может быть с потерями или без. В большинстве случаев будет использоваться сжатие без потерь, хотя, если размер важен, можно пожертвовать качеством.
Поскольку TIFF технически является обёрткой или контейнером файла, он может сохранять изображения с различными битами на пиксель, предоставляя вам возможность иметь очень большое количество цветов, как это было бы с JPEG или PNG.

Примечание Поскольку поддержка TIFF не универсальна в браузерах, показаны высококачественные JPEG-скриншоты TIFF-файлов.

Несжатый размер TIFF: 2,2 МБ

Размер сжатого файла TIFF: 1,6 МБ

Эти файлы изображений без потерь немного объёмнее, чем форматы JPEG или GIF, но они содержат гораздо больше информации. Хотя в интеренете вы не видите TIFF так же часто, как другие форматы, он очень широко используется и может быть открыт практически любой программой для редактирования изображений.

Это старый формат, который уже не так часто используется. Из-за проблем с отображением этого формата в браузерах используется скриншот BMP в высококачественном JPEG ниже, чтобы вы могли увидеть, как он выглядит.

BMP (bitmap) — это, прежде всего, формат для Windows, и стандарт поддерживается Microsoft. Как и TIFF, он может хранить произвольное количество бит на пиксель, вплоть до 64, а значит, он содержит много информации об изображении. Этот формат может содержать данные о прозрачности, но некоторые приложения Microsoft не позволяют их читать.

Короче говоря, если у вас есть BMP, конвертируйте его во что-то другое. Всё будет работать лучше.

Размер BMP: 1,1 МБ

Какой формат изображений лучше использовать?

Короткий ответ: для большинства целей PNG — очень достойный вариант. Особенно если изображения большого размера. Например, для печати фотографий размером 8×10 и более. Различие между типами файлов наиболее очевидны на напечатанных фотографиях. А сжатие без потерь означает, что качество будет поддерживаться в течение нескольких циклов сжатия.

JPEG высокого или даже среднего качества, скорее всего, подойдёт, если вам нужна более высокая степень сжатия, например для отправки фотографий по электронной почте.
TIFF в основном полезен, если вы знаете, как настроить определённые параметры. Следует избегать как GIF, так и BMP (если, конечно, вы не создаёте анимированные GIF). Рекомендуется хранить RAW-файлы, чтобы вы всегда могли редактировать свои фотографии прямо из исходника.

Источник