Ce înseamnă JPEG?

JPEG este o metodă de compresie cu pierderi utilizată în mod obișnuit pentru imaginile digitale. Gradul de compresie poate fi ajustat, permițând un compromis selectabil între dimensiunea de stocare și calitatea imaginii. Acesta realizează în mod obișnuit o compresie de 10:1 cu o pierdere puțin perceptibilă a calității imaginii. 

De la introducerea sa în 1992, a fost cel mai utilizat standard de compresie a imaginilor din lume. Dar și cel mai utilizat format de imagine digitală, cu câteva miliarde de imagini produse în fiecare zi începând cu 2015.

Termenul „JPEG” este un acronim pentru Joint Photographic Experts Group, care a creat standardul în 1992. JPEG a fost în mare măsură responsabil pentru proliferarea imaginilor digitale și a fotografiilor digitale pe internet.

Compresia JPEG este utilizată într-o serie de formate de fișiere de imagine. JPEG/Exif este cel mai frecvent format de imagine utilizat de camerele digitale și de alte dispozitive de captare a imaginilor. Împreună cu JPEG/JFIF, este cel mai frecvent format pentru stocarea și transmiterea imaginilor fotografice pe World Wide Web. Adesea, aceste variante de format nu se disting și sunt denumite pur și simplu JPEG.

Tipul media MIME pentru JPEG este image/jpeg, cu excepția versiunilor mai vechi ale Internet Explorer. Aceste din urmă oferă un tip MIME de image/pjpeg atunci când se încarcă imagini JPEG. Fișierele au de obicei o extensie de nume .jpg sau .jpeg. Ele suportă o dimensiune maximă a imaginii de 65.535×65.535 pixeli, deci până la 4 gigapixeli pentru un raport de aspect de 1:1. În anul 2000, grupul a introdus un format care se dorea a fi un succesor, JPEG 2000. Cu toate acestea, nu a reușit să înlocuiască originalul ca standard de imagine dominant.

Istoric

Joint Photographic Experts Group este comitetului care a creat standardul JPEG, precum și alte standarde de codificare a imaginilor statice. Înființat în 1986, grupul a dezvoltat standardul JPEG la sfârșitul anilor 1980 şi l-a publicat în 1992.

Standardul JPEG specifică codecul. Acesta definește modul în care o imagine este comprimată într-un flux de octeți și decomprimată înapoi într-o imagine, dar nu și formatul de fișier utilizat pentru a conține acel flux. Standardele Exif și JFIF definesc formatele de fișiere utilizate în mod obișnuit pentru schimbul de imagini comprimate JPEG.

Controversa privind brevetele

În 2002, Forgent Networks a afirmat că deține și va aplica drepturile de brevet. Acestea decurgeau dintr-un brevet ce a fost depus la 27 octombrie 1986 și acordat la 6 octombrie 1987: Brevetul SUA 4,698,672 de către Wen-Hsiung Chen și Daniel J. Klenke de la Compression Labs. 

Deși Forgent nu deținea Compression Labs la acea vreme, Chen a vândut ulterior Compression Labs către Forgent. Acest lucru a dus la dobândirea de către Forgent a dreptului de proprietate asupra brevetului. Anunțul făcut de Forgent în 2002 a creat o furie care amintește de încercările Unisys de a-și afirma drepturile asupra standardului de compresie a imaginilor GIF.

Comitetul JPEG a investigat revendicările brevetului în 2002 și a fost de părere că acestea erau invalidate, opinie împărtășită de diverși experți.

Între 2002 și 2004, Forgent a reușit să obțină aproximativ 105 milioane de dolari prin acordarea de licențe pentru brevetul său către aproximativ 30 de companii. Forgent a dat în judecată alte 31 de societăți în aprilie 2004 pentru a obține plata unor licențe suplimentare. În luna iulie a aceluiași an, un consorțiu format din 21 de mari companii de calculatoare a intentat un proces, cu scopul de a invalida brevetul. Msi mult, Microsoft a lansat un proces separat împotriva Forgent în aprilie 2005.

Brevet valabil sau nu pentru JPEG?

În februarie 2006, Oficiul pentru Brevete și Mărci din Statele Unite a fost de acord să reexamineze brevetul lui Forgent, la cererea Fundației pentru Brevete Publice. La 26 mai 2006, a constatat că brevetul nu este valabil. A constatat și că Forgent știa, dar a evitat în mod intenționat să informeze Oficiul de Brevete. Acest lucru face ca orice apel pentru restabilirea brevetului să aibă foarte puține șanse de reușită.

Forgent deține și un brevet similar acordat de Oficiul European de Brevete în 1994. Însă nu este clar cât de aplicabil este acesta.

La data de 27 octombrie 2006, termenul de 20 de ani al brevetului american pare să fi expirat. În noiembrie 2006, Forgent a fost de acord să renunțe la aplicarea revendicărilor de brevet împotriva utilizării standardului JPEG.

Comitetul JPEG are unul dintre obiective ca standardele sale să poată fi implementate fără plata unor taxe de licență. A obținut drepturi de licență corespunzătoare pentru standardul JPEG 2000 de la peste 20 de organizații mari.

Problema brevetelor JPG după anii 2000

Între 2011 și 2013, Princeton Digital Image Corporation, a dat în judecată un număr de companii pentru presupusa încălcare a brevetului american 4,813,056. Princeton susține că standardul de compresie a imaginilor JPEG încalcă brevetul ‘056. Brevetul a fost inițial deținut și atribuit companiei General Electric.

Brevetul a expirat în decembrie 2007, dar Princeton a dat în judecată companiilr pentru „încălcarea trecută” a acestui brevet. În conformitate cu legislația americană privind brevetele, un proprietar de brevet poate da în judecată pentru „încălcarea trecută” cu până la șase ani înainte de intentarea unui proces.  Princeton ar fi putut, teoretic, să continue să dea în judecată companii până în decembrie 2013.

În martie 2013, Princeton avea procese în curs de soluționare în New York și Delaware împotriva a peste 55 de companii. Implicarea General Electric în proces nu este cunoscută. Însă documentele judiciare indică faptul că a cedat brevetul către Princeton în 2009 și că păstrează anumite drepturi asupra acestuia.

Utilizarea JPEG-ului

Algoritmul de compresie funcționează cel mai bine în cazul fotografiilor cu variații netede de ton și culoare. Pentru folosirea pe web, avantajele compresiei JPEG fac ca acesta să fie popular. JPEG/Exif este, de asemenea, cel mai frecvent format salvat de camerele digitale.

Cu toate acestea, nu este bine adaptat pentru desene lineare și alte grafice textuale sau iconice. Astfel de imagini sunt mai bine salvate într-un format grafic fără pierderi, cum ar fi TIFF, GIF, PNG. Standardul JPEG include un mod de codificare fără pierderi, dar acest mod nu prea este acceptat.

Deoarece utilizarea tipică a JPEG este o metodă de compresie cu pierderi, este nepotrivit pentru reproducerea exactă a datelor imagistice. Prin asta, ne referim la unele aplicații de imagistică științifică și medicală și anumite lucrări tehnice de prelucrare a imaginilor.

JPEG nu este potrivit pentru fișierele care vor fi supuse unor ediții multiple. O parte din calitatea imaginii se pierde de fiecare dată când imaginea este recomprimată, în special dacă imaginea este decupată sau dacă se modifică parametrii de codificare. Pentru a preveni pierderea de informații despre imagine în timpul editării secvențiale și repetitive, prima editare poate fi salvată într-un format fără pierderi, editată ulterior în acest format, apoi publicată în cele din urmă ca JPEG pentru distribuție.

Compresia JPEG-ului

JPEG utilizează o formă de compresie cu pierderi bazată pe transformarea discretă a cosinusului (DCT). Această operație matematică convertește fiecare cadru/câmp al sursei video din domeniul spațial (2D) în domeniul de frecvență. Un model de percepție bazat în mare măsură pe sistemul psihovizual uman elimină informațiile de înaltă frecvență. În domeniul transformării, procesul de reducere a informațiilor se numește cuantificare.

În termeni mai simpli, cuantificarea este o metodă de reducere optimă a unei scări numerice mari într-o scară mai mică. Domeniul transformării este o reprezentare convenabilă a imaginii, deoarece coeficienții de înaltă frecvență au valori mici caracteristice, cu compresibilitate ridicată. Coeficienții de înaltă frecvență contribuie mai puțin la imaginea de ansamblu decât alți coeficienți.

Coeficienții cuantificați sunt apoi secvențializați și împachetați fără pierderi în fluxul de biți de ieșire. Aproape toate implementările software ale standardului JPEG permit utilizatorului să controleze raportul de compresie. I se permite acestuia să schimbe calitatea imaginii pentru o dimensiune mai mică a fișierului. În aplicațiile încorporate, parametrii sunt preselectați și fixați pentru aplicație.

Partea proastă a compresiei JPEG

Metoda de compresie este cu pierderi, ceea ce înseamnă că unele informații originale ale imaginii se pierd și nu pot fi restaurate. Este afectată deci calitatea imaginii. Există un mod opțional fără pierderi definit în standardul JPEG. Cu toate acestea, acest mod nu este acceptat pe scară largă.

Există un format JPEG progresiv intercalat, în care datele sunt comprimate în mai multe treceri de detalii progresiv mai mari. Acesta este ideal pentru imagini mari care vor fi afișate în timp ce sunt descărcate printr-o conexiune lentă. Se permite astfel o previzualizare rezonabilă după ce se primește doar o parte din date. Cu toate acestea, suportul pentru JPEG-uri progresive nu este universal. Atunci când JPEG-urile progresive sunt recepționate de programe care nu le acceptă, software-ul afișează imaginea numai după ce a fost descărcată complet. Așa se întâmplă în cazul  versiunilor de Internet Explorer dinainte de Windows 7.

Multe aplicații de imagistică medicală, de trafic și de camere de luat vederi creează și procesează imagini JPEG pe 12 biți, atât în tonuri de gri cât și color. Formatul JPEG pe 12 biți este inclus într-o parte extinsă a specificației JPEG.

Este vreo diferenţă între JPG şi JPEG?

Acum că am discutat despre istoria şi caracteristicile de bază ale acestui format, probabil că te întrebi ce diferenţe există între cele două denumiri. De fapt, nu există diferențe între formatele JPG și JPEG. Singura diferență constă în numărul de caractere utilizate. JPG există doar pentru că în versiunile anterioare de Windows (MS-DOS 8.3 și sistemele de fișiere FAT-16) era necesară o extensie de trei litere pentru numele fișierelor. Astfel, .jpeg a fost prescurtat în .jpg.

În timp ce Windows și/sau DOS aveau această limitare, UNIX nu avea, așa că utilizatorii UNIX și MAC au continuat să folosească extensia .jpeg. Versiunile mai noi de Windows, desigur, acceptă acum mai multe caractere în extensia de fișier. Cu toate acestea, .jpg era deja folosit de majoritatea oamenilor, așa că este în continuare cea mai răspândită extensie. Programele de editare a fotografiilor, cum ar fi Adobe Photoshop și Gimp, salvează toate JPEG-urile în mod implicit cu extensia .jpg, atât pe Windows, cât și pe MAC. Și dacă te întrebi, da, poţi schimba extensia, iar fișierul va continua să funcționeze.

Avantaje şi dezavantaje ale utilizării formatului

• Compatibilitate ridicată
• Utilizare pe scară largă
• Timp de încărcare rapid
• Spectrul complet de culori
• Compresie cu pierderi
• Nu acceptă transparențe și animații
• Nu există straturi

Acesta a fost şi articolul de astăzi Dacă ţi-a plăcut, nu uita să arunci un ochi pe blog, în special pe categoria Web-ul în 100 de paşi, pentru alte noutăţi din lumea tehnologiei. Mai mult, suntem prezenţi şi pe Insta, şi pe TikTok. Pe data viitoare!