Nyomtatás

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:

JPG 100%

100% minőség: 90 588 bájt

JPG 50%

50% minőség: 41 683 bájt

JPG 10%

10% minőség: 37 140 bájt

JPG 1%

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)

 

JPG Exif

 

 

JPG Exif

 

 

JPG Exif

 

 

 

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.