JPEG. JPEG 2000 и JPEG XL Особенности форматов изображений

JPEG (Joint Photographic Expert Group) - самый популярный формат изображения, его по праву считают стандартом для цветных картинок. Много лет назад был разработан более новый формат JPEG 2000. Если говорить с технической точки зрения, то основное отличие в том, что JPEG в своей основе использовал дискретное косинусное преобразование, а JPEG 2000 основан на Wavelet преобразовании, среди базовых функций которого волновые пакеты. Поговорим теперь более простым языком и разберемся, какие основные преимущества и особенности формата JPEG 2000 и в каких сферах его нужно использовать. А также проанонсируем выпуск еще более нового формата в конце 2021 году - JPEG XL. 

Преимущества формата JPEG 2000

JPEG 2000 существует с 2000 года, но все равно пока он еще не такой популярный как JPEG. Все из-за того, что для редактирования и просмотра изображений данного формата не так много программ как для обычного JPEG. Но это не повод не использовать JPEG 2000, ведь именно он сохраняет высокое качество снимков и маленький вес изображений, что актуально для многих интернет-сфер. 

Какие основные плюсы формата JPEG 2000?

✓ Доступно прогрессивное сжатие, когда при загрузке сначала размытая картинка, а затем появляется четкость изображения.

✓ Это широкий стандарт, имеет разные разрешения, среди которых .jp2 .jpx .j2c .j2k .jpf.

✓ Отличное решения для сфер, где нужно применять архивирование.

✓ Сохраняет высокое качество изображения при уменьшение его веса.

✓ Доступно увеличение качества изображения в приоритетных областях картинки. 

✓ Поддержка монохромных изображений.

✓ Декодирование без задержки во времени.

✓ Формат JPEG 2000 более устойчив к повреждениям со стороны ошибок файловой системы. 

✓ Поддержка сжатия с потерями и без потерь

✓ Дает возможность хранить картинки с привязкой к геолокации

Формат JPEG 2000 более устойчив к повреждениям со стороны ошибок файловой системы

Действительно преимуществ у JPEG 2000 очень много, но где наиболее часто используют данный формат? 

Сферы применения JPEG 2000

Рассмотрим, где наиболее часто применим и необходим формат изображения JPEG 2000: 

• в цифровом кинематографе
• для автоматической обработки данных из архивов на высоком уровне
• в сфере охранных систем, биометрии, алгоритмах распознавания
• в компьютерных технологиях, где прежде всего необходимо качественное изображение с небольшим весом. 

К примеру, в США библиотека конгресса для хранения карт в цифровом виде использует именно формат JPEG 2000. Как видим сферы применения данного формата не так широки, но в некоторых случаях он просто незаменим благодаря своим особенностям. 

Программы для открытия JPEG 2000

JPEG XL - следующее поколение JPEG

Несмотря на то, что JPEG один из самых старых форматов изображений, он до сегодня является одним из самых популярных и востребованных. В итоге время от времени JPEG получает обновления в виде новых расширений формата. Кроме JPEG 2000, который не стал столь популярным как сам JPEG, к концу этого года анонсируют появление нового расширения JPEG XL. 

Этот формат прежде всего для того, чтобы уменьшить размер изображения при этом не потеряв качество. Самое главное, что JPEG XL можно будет преобразовать в JPEG при необходимости без потерь. 

Расширение нового формата - .jxl.

Основные плюсы нового стандарта:

• насыщенная цветовая палитра, 
• динамический диапазон HDR и большая глубина.
• поддержка панорамы, серийности фотографии и 360-градусные фото, что особенно оценят фотографы. 
• данный формат будет доступен на всех устройствах.
• поддержка анимации
• поддержка слоев, эскизов и кодирования. 

В целом формат многообещающий и если его оценят пользователи и веб-мастера, то он6 вполне сможет стать конкурентом PNG и GIF, которые сегодня очень востребованы. 

Разница между JPEG 2000 и JPEG 

Хотя JPEG и JPEG 2000 предлагаются одной и той же компанией и звучат почти одинаково, между этими двумя форматами есть ряд различий и оба они используют совершенно другой алгоритм. JPEG используется уже в течение долгого времени, JPEG 2000 был новым форматом, а также лучшим и более сложным вариантом.

JPEG 2000 может предлагать сжатие с потерями, а также сжатие без потерь в одном и том же файловом потоке, но использует только сжатие с потерями. Таким образом, с точки зрения качества JPEG 2000 предлагает лучшее сжатие и следовательно лучшее качество и более богатый контент. Формат JPEG ограничен данными RGB, в то время как JPEG 2000 может обрабатывать 256 каналов информации. Еще одно важное различие между этими двумя форматами заключается в их способности обеспечивать высокую степень сжатия для сжатия с потерями. Файл JPEG 2000 может обрабатывать и сжимать файлы на 20–200% больше, чем в формате JPEG. Еще одно преимущество использования JPEG 2000 заключается в том, что этот формат позволяет отображать изображения с разными разрешениями и размерами из одного и того же файла.

JPEG 2000 - это формат устойчивый к ошибкам, который может предложить высокую степень сжатия наряду с гибким прогрессивным декодированием. Недостатком использования формата является его ограниченная поддержка и высокая вычислительная сложность. С другой стороны, JPEG - это формат с высокой степенью совместимости, доступный для всех типов браузеров, программного обеспечения и устройств. Некоторыми из минусов, связанных с форматом, являются его артефакты блокировки, отсутствие опции сохранения прозрачности и отсутствие опции для режима без потерь.

Вывод. Изначально с момента запуска JPEG 2000 столкнулся с многими трудностями, поэтому не стал столь популярным. В его основе был использован новый код, поэтому не было обратной совместимости с JPEG. Кроме того для обработки такого формата необходимы были значительные ресурсы ОЗУ, которыми не могли похвастаться большинство компьютеров. Уже сегодня JPEG 2000 возрождается, ведь компьютеры становятся все мощнее и мощнее и хотя JPEG 2000 используется по-прежнему мало, но он заслуживает внимание. 

Кроме того, скоро появится новый формат JPEG XL, который возможно сможет составить достойную конкуренцию существующим стандартам. Ну что ж посмотрим, что получится.