JPeG fájlformátum:
Teljes nevén: Joint Photographic Experts Group. Ez a bizottság dolgozta ki az amúgy veszteségesen tömörített, de rendkívül népszerű képformátumot. Maga a csoport 1982-ben alakult és évente háromszor találkozik, helyek szerint 1-1 alkalommal: Észak-Amerikában, Ázsiában és Európában. Manapság a digitális fényképezőgépek és a mobiltelefonok egyik legnépszerűbb formátuma, bár a veszteséges tömörítés miatt sokan nem kedvelik.
Négy legfontosabb szabványuk:
Közös név |
ISO/EIC besorolás |
ITU Ajánlás |
Formális cím |
JPEG |
ISO/IEC 10918-1 |
ITU-T T.81 ajánlás |
Információs technológia – A színátmenetes képek tömörítése és kódolása – Követelmények és ajánlások |
JPEG 2000 |
ISO/IEC 15444-1 |
ITU-T T.800 ajánlás |
Információs technológia – A JPEG 2000-es képkódolási rendszer – Alapvető kódmag |
JPEG 2000 |
ISO/IEC 15444-2 |
ITU-T T.801 ajánlás |
Információs technológia – A JPEG 2000-es képkódolási rendszer – Kiterjesztések |
JBIG |
ISO/IEC 11544 |
ITU-T T.82 ajánlás |
Információs technológia – Kép- és hangkódolás megvalósítása – Progresszív kétirányú képkódolás |
Az informatikában az egyik leggyakrabban alkalmazott (fény)képtömörítési eljárás a JPEG, mivel be lehet állítani a tömörítés mértékét. Ezáltal szabályozhatóvá válik a kép minősége, így a kapott fájl mérete is jól skálázható. JPEG általában eléri a 10:1 arányú tömörítési arányt a kapott kép minőségének igen kis arányú rontásával.
A JPEG tömörítési eljárást számos képformátumnál használják. A JPEG/Exif a digitális kamerák, illetve egyéb fotótechnikai eszközök által leggyakrabban használt képformátum. A JPEG/jfif viszont a világháló által preferált képtároló, illetve továbbító formátum. Igazság szerint ezt a két alformátumot nem mindig különböztetik meg, hanem egyszerűen csak JPEG-ként használják az összes képet.
A JPEG internetes MIME média-típusa: image/jpeg.
Szabványosított száma: RFC 1341 – URL: http://tools.ietf.org/html/rfc1341.
Tipikus használat:
A JPEG tömörítés az egyik legjobb lehetőség a fényképek és a rajzok/festmények eredeti árnyalatainak és kontrasztjainak reprodukálására. A webes használatnál, ahol kiemelt jelentőségű a képméret, a JPEG igen népszerű kis mérete és jó minősége miatt. Másrészt a JPEG/Exif a digitális fényképezőgépek legnépszerűbb formátuma.
Viszont figyelni kell arra is, hogy a JPEG nem igazán alkalmas vonalas rajzok, vagy egyéb szöveges ábrák, illetve kis ikonok átvitelére, ahol a szomszédos képpontok között éles kontraszt van. Az ilyen képeket célszerűbb egy veszteségmentes tömörített formátumban elmenteni, mint például TIFF, GIF vagy a veszteségmentes PNG. A JPEG szintén nem kifejezetten alkalmas arra, hogy képeket ezen formátumban szerkesszenek, mivel a képek ki-betömörítésekor nem kevés információ elveszhet, illetve az egyes képeken tárolt fontos információs tartalom is gyengülhet. Ennek elkerülése érdekében érdemes a szerkesztendő képet a veszteségmentes PNG formátumban tárolni, majd a kész, megszerkesztett munkát végül JPG-be exportálni. Szerencsére a gyakoribb, illetve népszerűbb szerkesztőprogramok egyaránt támogatják a PNG, GIF, JPG importálását és exportálását is.
Fontos figyelmeztetés! Mivel a JPG NEM veszteségmentes tárolási módszer, ezért nem használható orvosi, illetve csillagászati célokra, ahol a fényképek minden egyes képpontja hasznos információt tárolhat. Ilyen esetekben érdemesebb a veszteségmentes PNG-t használni!
JPEG tömörítés:
A JPEG tömörítés általában veszteséges, ami a gyakorlatban azt jelenti, hogy a tömörítési eljárás során némi képi információ elveszik. Viszont létezik olyan JPEG-variáns is, ami veszteségmentes tömörítést képes létrehozni, de ez a gyakorlatban alig-alig támogatott.
Szintén létezik egy átlapolt (progresszív) JPEG-tömörítési technológia, ahol az adatok magas fokú többutas tömörítéssel lettek eltárolva. Ez ideális nagyméretű képek megjelenítésére, ahol is a viszonylag lassú letöltés miatt egyszerre nem jelenne meg a teljes kép, de már elég korán egy gyengébb minőségű előtét-képet kaphatunk. Sajnos ezt a kiváló és nagyon hasznos ötletet nem támogatják elég széles körben, például az Internet Explorer egyes verziói sem, mivel azok csak a kész képet hajlandóak megfelelően megjeleníteni, feltéve, hogy már az egész letöltődött.
Habár létezik számos gyógyászati képalkotó eljárás, amely 12 bites JPEG-képeket hoz létre, de ez jelenleg nem elég széles körben támogatott.
Történetileg a JPEG-szabványban számos hiányosságot derítettek fel:
-
színtér definíció
-
komponens mintavételezési eljárás
-
képpont-képarány meghatározás
Számos további szabvány alakult ki ezen hiányosságok leküzdésére. Ezek közül a legelső próbálkozás volt a már emlegetett – 1992-ben kiadott – JPEG File Interchange Format (avagy jfif), majd 1998-ban a Japán Elektronikai Ipari Fejlesztő Szövetség által kialakított Exchangeable Image File Format (exif). (Frissítés: 2002) A fejlődésben még fontos szerepet játszott az ICC (International Color Consortium) által kialakított színprofilok (ICC color profiles).
Szigorúan véve a Jfif és az Exif fájlok nem kompatibilisek, mert mindketten meghatározzák, hogy minek kell lenni a fejlécükben. A gyakorlatban az Exif formátumú JPEG fájlok tartalmaznak egy kis Jfif fejlécet (is), amely az Exif fejléc előtt található meg a fájlban. Ez a régebbi verziós alkalmazások számára teszi lehetővé a Jfif kiolvasását, míg az újabb programok ezen szokás ismeretében már mutatják az Exif információkat is.
Szintaxis és szerkezet:
A JPEG fájl speciális markerek sorozata, melyek mindegyike 0xFF bájttal kezdődik, majd jön a marker típusjelzője. Néhány marker csak ezt a két bájtot tartalmazza, de a legtöbb markerben ezt számos egyéb adat követi, például a méretjelölő és a tartalom-mutató bájtok.
Mivel minden adat 0xFF bájttal kezdődik, de a hosszuk változó, így néha a ki nem használt bájtokat fel kell tölteni adatokkal, melyek lényegi információt nem tartalmaznak. Ezek általában a 0x00 fájt kapják meg, de ezt a megjelenítők természetesen figyelmen kívül hagyják.
Általános JPEG-marker szerkezet: (URL: http://www.digicamsoft.com/itu/itu-t81-36.html)
Név |
Bájt |
Töltelékadat |
Leírás |
Kép kezdete |
0xFFD8 |
nincs |
- |
Keret kezdete (Alap DCT) |
0xFFC0 |
Változó hosszú |
Alapértelmezett DCT. Jelzi: szélesség, magasság, komponensek száma, valamint a komponensek mintavételezése |
Keret kezdete (progresszív DCT) |
0xFFC2 |
Változó hosszú |
Progresszív DCT. Jelzi: szélesség, magasság, komponensek száma, valamint a komponensek mintavételezése |
Huffman tábla definíciója |
0xFFC4 |
Változó hosszú |
Egy vagy több Huffman táblát definiál |
Kvantált tábla definiálása |
0xFFDB |
Változó hosszú |
Egy vagy több kvantált táblát definiál |
Újraindítási intervallum |
0xFFDD |
Változó hosszú |
Az RSTn (Restart) markerek közötti intervallumokat definiálja, makróblokkokban |
Beolvasás kezdete |
0xFFDA |
Változó hosszú |
Tetejétől az aljáig kezdi beolvasni a képet. Az alapértelmezett DCT JPEG képeknél ez általában egyszerű beolvasás. A progresszív képeknél ez általában többszörös olvasást jelent. A lényeges adatokat tartalmazó, illetve a csak töltelékként funkcionáló szeletek meghatározása. |
Újraindítás (Restart) |
0xFFD0 … 0xFFD7 |
nincs |
Megismétli minden r. makróblokknál a DRI eljárást, ha van ilyen. Ha nincs DRI, akkor ez kihasználatlan. A marker-kód alsó 3 bitje 0-tól 7-ig folyamatosan változik. |
Alkalmazás-specifikus |
0xFFE n |
Változó hosszú |
Például az Exif információk tárolása, vagy egyéb adatok. |
Megjegyzés |
0xFFFE |
Változó hosszú |
Szöveges megjegyzés |
Kép vége |
0xFFD9 |
nincs |
- |
Minta a képminőség romlására:
Az alábbi kép Londonban készült a Madame Tussauds Panoptikumban. 4 verziót mutatok belőle. Méretek ugyanazok (300x225 képpont), csak a tömörítés foka más és más:
100% minőség: 90 588 bájt |
50% minőség: 41 683 bájt |
10% minőség: 37 140 bájt |
1% minőség: 35 871 bájt |
Jól látható, hogy mi is történik, ha egy képek rosszabbnál rosszabb minőségben mentünk el. A 100% még teljesen hibamentes, ám az 50%-nál már érezhető a "pixelesedés", azaz már vannak rossz minőségű foltok. A 10%-nál már kemény problémák vannak, így ez a verzió csak előtétképként használható. Végül az 1%-nál a kép gyakorlatilag szétesett. Szinte semmi sem látható az eredetiből.
A képhez hozzátartozó Exif adatok: (ezúttal angolul)
|
|
|
A kép átalakítását, illetve az Exif adatok kiírását az IrfanView 4.54-as program végezte el! |
Látható, hogy itt rengeteg információt tárol a JPEG, ami a sima felhasználásnál általában felesleges, de a profik számára igen fontos lehetőséget rejt!
Szabványok
-
JPEG (veszteséges és veszteségmentes): ITU-T T.81, ISO/IEC IS 10918-1
-
JPEG (kiterjesztés): ITU-T T.84
-
JPEG-LS (veszteséges, fejlesztett): ITU-T T.87, ISO/IEC IS 14495-1
-
JBIG (fekete/fehér képekre): ITU-T T.82, ISO/IEC IS 11544-1
-
JPEG 2000 (JPEG/JPEG-LS jogutódja): ITU-T T.800, ISO/IEC IS 15444-1
-
JPEG-2000 (kiterjesztés): ITU-T T.801
-
JPEG XR (hivatalosan HD Photo) valószínű kódja: ISO/IEC 29199-2.
JPEG-2000
A kiváló tömörítés mellett a JPEG számos hibát rejt, melyek közül csak az egyik a megfelelő digitális jogvédelem hiánya. A JPEG-et kifejlesztő eredeti tömörülés, a Joint Photographic Experts Group dolgozta ki ezt a tömörítési szabványt még 2000-ben, ami később kiterjesztésként is szabványos lett, bár koránt sem lett olyan népszerű, mint az eredeti JPEG. A szabványos ISO/IEC 15444-1 szerinti szabványos fájlnév kiterjesztése: JP2, illetve a 2. generációs fejlesztéseknek már az ISO/IEC 15444-2 szerint JPX. A jogvédelem jobb megvalósítása mellett a JPEG-2000 némi javulást hozott a technológiában, így a képet kevésbé veszteségesen tömöríti, mint az elődje. További fejlesztés, hogy a hagyományos EXIF adatokat az újabb verzió immáron XML-formátumban tárolja, ami a könnyebb kiolvashatóságot és az egységes megjelenítést is elősegíti. Fontos, hogy ezt a szabványt nem minden böngésző támogatta a kezdetektől, így a várt átütő siker elmaradt!
A JPEG-2000 javasolt alkalmazásai:
Egyes piacok és alkalmazások által kínált szolgáltatások a következők:
-
Technológiai eszközökbe épített programok, pl.: digitális kamerák, PDA-k, 3G-telefonok, faxok, lézernyomtatók, szkennerek, …
-
Szerver-kliens forgalmú eszközök, pl.: internet, térkép-adatbázisok, videó-kiszolgáló, stb.
-
Jó élességet követelő fényképek, pl.: műholdak, mozgásérzékelők, orvosi műszerek, képtárolók, stb.
-
Távérzékelés
-
Digitális mozi
-
Űrbéli eszközök, pl.: műholdak, megfigyelő szondák, mesterséges holdak és kutatóállomások, stb.
2004 és 2008 között új ötletek merültek fel a JPEG-képekben alkalmazott tömörítési eljárásokra. Olyan esetekben érdemes alkalmazni, amikor a szokásos JPEG-tömörítési eljárások nem tudják jelentősen tömöríteni a fájl méretét. Leghatékonyabban a folyamatos tónusú képek veszteségmentes eljárásában lehet alkalmazni, így kialakult a veszteségmentes JPEG is, de nem lett átütő sikere.
© TFeri.hu, 2009
Felújítva: 2016. és 2020.