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JPEG, जो कि संयुक्त फोटोग्राफिक विशेषज्ञ समूह के लिए है, डिजिटल छवियों के लिए हानिपूर्ण संपीड़न की एक सामान्यतः उपयोग की जाने वाली विधि है, विशेष रूप से डिजिटल फोटोग्राफी द्वारा निर्मित उन छवियों के लिए। संपीड़न की डिग्री को समायोजित किया जा सकता है, जिससे संग्रहण आकार और छवि गुणवत्ता के बीच एक चयन योग्य व्यापार की अनुमति मिलती है। JPEG आमतौर पर छवि गुणवत्ता में थोड़े बोधगम्य नुकसान के साथ 10:1 संपीड़न प्राप्त करता है।

JPEG संपीड़न एल्गोरिथ्म JPEG मानक के मूल में है। प्रक्रिया एक डिजिटल छवि से शुरू होती है जिसे उसके विशिष्ट RGB रंग स्थान से YCbCr नामक एक अलग रंग स्थान में परिवर्तित किया जाता है। YCbCr रंग स्थान छवि को चमक (Y) में अलग करता है, जो चमक के स्तर का प्रतिनिधित्व करता है, और क्रोमिनेंस (Cb और Cr), जो रंग की जानकारी का प्रतिनिधित्व करता है। यह पृथक्करण फायदेमंद है क्योंकि मानवीय आँख रंग की तुलना में चमक में बदलाव के प्रति अधिक संवेदनशील होती है, जिससे संपीड़न को चमक से अधिक रंग की जानकारी को संपीड़ित करके इसका लाभ उठाने की अनुमति मिलती है।

एक बार छवि YCbCr रंग स्थान में हो जाती है, तो JPEG संपीड़न प्रक्रिया में अगला कदम क्रोमिनेंस चैनलों को डाउनसैंपल करना है। डाउनसैंपलिंग क्रोमिनेंस जानकारी के रिज़ॉल्यूशन को कम करता है, जो आमतौर पर छवि की कथित गुणवत्ता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करता है, क्योंकि मानवीय आँख रंग विवरण के प्रति कम संवेदनशील होती है। यह चरण वैकल्पिक है और छवि गुणवत्ता और फ़ाइल आकार के बीच वांछित संतुलन के आधार पर इसे समायोजित किया जा सकता है।

डाउनसैंपलिंग के बाद, छवि को ब्लॉकों में विभाजित किया जाता है, आमतौर पर आकार में 8x8 पिक्सेल। फिर प्रत्येक ब्लॉक को अलग से संसाधित किया जाता है। प्रत्येक ब्लॉक को संसाधित करने में पहला कदम असतत कोसाइन ट्रांसफॉर्म (DCT) को लागू करना है। DCT एक गणितीय संक्रिया है जो स्थानिक डोमेन डेटा (पिक्सेल मान) को आवृत्ति डोमेन में बदल देती है। परिणाम आवृत्ति गुणांकों का एक मैट्रिक्स है जो छवि ब्लॉक के डेटा को उसके स्थानिक आवृत्ति घटकों के संदर्भ में दर्शाता है।

DCT से प्राप्त आवृत्ति गुणांकों को फिर क्वांटिज़ किया जाता है। क्वांटिज़ेशन इनपुट मानों के एक बड़े सेट को एक छोटे सेट में मैप करने की प्रक्रिया है - JPEG के मामले में, इसका मतलब आवृत्ति गुणांकों की परिशुद्धता को कम करना है। यहीं पर संपीड़न का हानिपूर्ण भाग होता है, क्योंकि कुछ छवि जानकारी को त्याग दिया जाता है। क्वांटिज़ेशन चरण को एक क्वांटिज़ेशन टेबल द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो यह निर्धारित करता है कि प्रत्येक आवृत्ति घटक पर कितना संपीड़न लागू किया जाता है। क्वांटिज़ेशन टेबल को उच्च छवि गुणवत्ता (कम संपीड़न) या छोटे फ़ाइल आकार (अधिक संपीड़न) के पक्ष में समायोजित किया जा सकता है।

क्वांटिज़ेशन के बाद, गुणांकों को एक ज़िगज़ैग क्रम में व्यवस्थित किया जाता है, जो ऊपरी-बाएँ कोने से शुरू होता है और एक पैटर्न का अनुसरण करता है जो उच्च आवृत्ति वाले लोगों पर कम आवृत्ति वाले घटकों को प्राथमिकता देता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि कम आवृत्ति वाले घटक (जो छवि के अधिक समान भागों का प्रतिनिधित्व करते हैं) उच्च आवृत्ति वाले घटकों (जो महीन विवरण और किनारों का प्रतिनिधित्व करते हैं) की तुलना में समग्र रूप से अधिक महत्वपूर्ण होते हैं।

JPEG संपीड़न प्रक्रिया में अगला कदम एन्ट्रॉपी कोडिंग है, जो दोषरहित संपीड़न की एक विधि है। JPEG में उपयोग की जाने वाली एन्ट्रॉपी कोडिंग का सबसे सामान्य रूप हफ़मैन कोडिंग है, हालांकि अंकगणितीय कोडिंग भी एक विकल्प है। हफ़मैन कोडिंग अधिक बार होने वाली घटनाओं को छोटे कोड और कम बार होने वाली घटनाओं को लंबे कोड असाइन करके काम करता है। चूंकि ज़िगज़ैग ऑर्डरिंग समान आवृत्ति गुणांकों को एक साथ समूहित करता है, इसलिए यह हफ़मैन कोडिंग की दक्षता को बढ़ाता है।

एक बार एन्ट्रॉपी कोडिंग पूरी हो जाने के बाद, संपीड़ित डेटा को एक फ़ाइल प्रारूप में संग्रहीत किया जाता है जो JPEG मानक के अनुरूप होता है। इस फ़ाइल प्रारूप में एक हेडर शामिल होता है जिसमें छवि के बारे में जानकारी होती है, जैसे कि इसके आयाम और उपयोग की जाने वाली क्वांटिज़ेशन टेबल, इसके बाद हफ़मैन-कोडित छवि डेटा। फ़ाइल प्रारूप EXIF डेटा जैसे मेटाडेटा को शामिल करने का भी समर्थन करता है, जिसमें तस्वीर लेने के लिए उपयोग की गई कैमरा सेटिंग्स, इसे लिए गए दिनांक और समय और अन्य प्रासंगिक विवरणों के बारे में जानकारी हो सकती है।

जब एक JPEG छवि खोली जाती है, तो डीकंप्रेसन प्रक्रिया अनिवार्य रूप से संपीड़न चरणों को उलट देती है। हफ़मैन-कोडित डेटा को डिकोड किया जाता है, क्वांटिज़्ड आवृत्ति गुणांकों को उन्हीं क्वांटिज़ेशन टेबल का उपयोग करके डी-क्वांटिज़ किया जाता है जो संपीड़न के दौरान उपयोग किए गए थे, और व्युत्क्रम असतत कोसाइन ट्रांसफॉर्म (IDCT) को आवृत्ति डोमेन डेटा को वापस स्थानिक डोमेन पिक्सेल मानों में बदलने के लिए प्रत्येक ब्लॉक पर लागू किया जाता है।

डी-क्वांटिज़ेशन और IDCT प्रक्रियाएं संपीड़न की हानिपूर्ण प्रकृति के कारण कुछ त्रुटियों का परिचय देती हैं, यही वजह है कि JPEG उन छवियों के लिए आदर्श नहीं है जो कई संपादनों और पुनः-सहेजने से गुजरेंगी। हर बार जब एक JPEG छवि को सहेजा जाता है, तो यह फिर से संपीड़न प्रक्रिया से गुजरती है, और अतिरिक्त छवि जानकारी खो जाती है। इससे समय के साथ छवि गुणवत्ता में ध्यान देने योग्य गिरावट आ सकती है, एक घटना जिसे 'जनरेशन लॉस' के रूप में जाना जाता है।

JPEG संपीड़न की हानिपूर्ण प्रकृति के बावजूद, यह अपने लचीलेपन और दक्षता के कारण एक लोकप्रिय छवि प्रारूप बना हुआ है। JPEG छवियां फ़ाइल आकार में बहुत छोटी हो सकती हैं, जो उन्हें वेब पर उपयोग के लिए आदर्श बनाती हैं, जहां बैंडविड्थ और लोडिंग समय महत्वपूर्ण विचार हैं। इसके अतिरिक्त, JPEG मानक में एक प्रगतिशील मोड शामिल है, जो एक छवि को इस तरह से एन्कोड करने की अनुमति देता है कि इसे कई पास में डिकोड किया जा सकता है, प्रत्येक पास छवि के रिज़ॉल्यूशन में सुधार करता है। यह विशेष रूप से वेब छवियों के लिए उपयोगी है, क्योंकि यह छवि के निम्न-गुणवत्ता वाले संस्करण को जल्दी से प्रदर्शित करने की अनुमति देता है, गुणवत्ता में सुधार के साथ जैसे-जैसे अधिक डेटा डाउनलोड किया जाता है।

JPEG की कुछ सीमाएँ भी हैं और यह हमेशा सभी प्रकार की छवियों के लिए सबसे अच्छा विकल्प नहीं होता है। उदाहरण के लिए, यह तेज किनारों या उच्च कंट्रास्ट टेक्स्ट वाली छवियों के लिए उपयुक्त नहीं है, क्योंकि संपीड़न इन क्षेत्रों के आसपास ध्यान देने योग्य कलाकृतियां बना सकता है। इसके अतिरिक्त, JPEG पारदर्श

APNG (एनिमेटेड पोर्टेबल नेटवर्क ग्राफिक्स) एक फ़ाइल प्रारूप है जो एनिमेशन को सपोर्ट करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले PNG (पोर्टेबल नेटवर्क ग्राफिक्स) प्रारूप की क्षमताओं का विस्तार करता है। इसे वेब पर एनिमेटेड इमेज देने के लिए GIF (ग्राफिक्स इंटरचेंज फॉर्मेट) के लिए एक अधिक कुशल और सुलभ विकल्प प्रदान करने के लिए बनाया गया था। APNG, PNG की उसी लॉसलेस कम्प्रेशन और ट्रांसपेरेंसी विशेषताओं को बनाए रखता है, जबकि कई फ्रेम को स्टोर करने की क्षमता का परिचय देता है, जिससे स्मूथ, उच्च-गुणवत्ता वाले एनिमेशन का निर्माण हो सके।

APNG प्रारूप विशेष रूप से एनिमेशन के लिए डिज़ाइन किए गए नए चंक प्रकारों को पेश करके मौजूदा PNG संरचना पर बनाता है। APNG में उपयोग किए जाने वाले प्राथमिक चंक `acTL` (एनिमेशन कंट्रोल) चंक और `fcTL` (फ्रेम कंट्रोल) चंक हैं। `acTL` चंक को फ़ाइल की शुरुआत में रखा जाता है और इसमें एनिमेशन के बारे में जानकारी होती है जैसे कि फ्रेम की संख्या और एनिमेशन को कितनी बार लूप करना चाहिए। `fcTL` चंक प्रत्येक फ्रेम से पहले होता है और फ्रेम-विशिष्ट विवरण प्रदान करता है, जिसमें फ्रेम के आयाम, स्थिति और विलंब समय शामिल हैं।

APNG के प्रमुख लाभों में से एक मानक PNG दर्शकों के साथ इसकी पिछड़ी संगतता है। एक APNG फ़ाइल एक नियमित PNG फ़ाइल के समान हस्ताक्षर और महत्वपूर्ण चंक्स के साथ शुरू होती है, जिससे इसे उन अनुप्रयोगों में एक स्थिर छवि के रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है जो APNG का समर्थन नहीं करते हैं। यह सुनिश्चित करता है कि पुराने ब्राउज़र या छवि दर्शकों वाले उपयोगकर्ता अभी भी एनिमेशन का पहला फ्रेम देख सकते हैं, विभिन्न प्रकार के प्लेटफॉर्म पर संगतता बनाए रख सकते हैं।

APNG में एनिमेशन प्रक्रिया फ्रेम की एक श्रृंखला पर आधारित है, प्रत्येक एक अलग छवि द्वारा दर्शाया गया है। पहला फ्रेम आमतौर पर एक पूर्ण-प्रस्तुत छवि है, जबकि बाद के फ्रेम या तो पूर्ण फ्रेम या आंशिक फ्रेम हो सकते हैं जिनमें केवल पिछले फ्रेम से परिवर्तन होते हैं। यह दृष्टिकोण अधिक कुशल भंडारण और तेज़ लोडिंग समय की अनुमति देता है, क्योंकि अपरिवर्तित पिक्सेल को प्रत्येक फ्रेम के लिए फिर से तैयार करने की आवश्यकता नहीं होती है।

एक APNG फ़ाइल बनाने के लिए, एक छवि संपादन उपकरण या विशेष सॉफ़्टवेयर का उपयोग अलग-अलग फ्रेम को इकट्ठा करने और आवश्यक चंक्स उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। फ्रेम को आमतौर पर अलग-अलग PNG फ़ाइलों के रूप में निर्यात किया जाता है और फिर एक APNG एनकोडर का उपयोग करके एक एकल APNG फ़ाइल में संयोजित किया जाता है। एनकोडर फ्रेम का विश्लेषण करता है, इष्टतम एन्कोडिंग विधि (पूर्ण फ्रेम या आंशिक फ्रेम) निर्धारित करता है, और एनिमेशन प्लेबैक को नियंत्रित करने के लिए `acTL` और `fcTL` चंक्स उत्पन्न करता है।

जब एक APNG फ़ाइल को एक संगत दर्शक में लोड किया जाता है, तो दर्शक एनिमेशन गुणों को निर्धारित करने के लिए `acTL` चंक को पढ़ता है और फिर फ्रेम को क्रमिक रूप से संसाधित करता है। प्रत्येक फ्रेम से जुड़ा `fcTL` चंक फ्रेम को सही ढंग से प्रस्तुत करने के लिए आवश्यक जानकारी प्रदान करता है, जिसमें कैनवास के भीतर इसकी अवधि और प्लेसमेंट शामिल है। दर्शक निर्दिष्ट क्रम में फ्रेम प्रदर्शित करता है, एनिमेशन गति और लूपिंग व्यवहार को नियंत्रित करने के लिए विलंब समय का उपयोग करता है।

APNG पारंपरिक GIF एनिमेशन पर कई लाभ प्रदान करता है। यह 24-बिट रंग और 8-बिट पारदर्शिता का समर्थन करता है, जो GIF के सीमित 256-रंग पैलेट की तुलना में अधिक जीवंत और विस्तृत ग्राफिक्स की अनुमति देता है। APNG बेहतर कम्प्रेशन भी प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप समकक्ष छवि गुणवत्ता के लिए छोटे फ़ाइल आकार होते हैं। इसके अतिरिक्त, APNG परिवर्तनीय फ्रेम दरों की अनुमति देता है, जिससे एनिमेशन के समय और सहजता पर अधिक नियंत्रण मिलता है।

हालाँकि, APNG की कुछ सीमाएँ हैं। जबकि यह फ़ायरफ़ॉक्स, क्रोम और सफारी जैसे प्रमुख वेब ब्राउज़र द्वारा समर्थित है, यह GIF जितना व्यापक रूप से अपनाया नहीं गया है। कुछ पुराने ब्राउज़र और छवि दर्शकों में APNG के लिए अंतर्निहित समर्थन नहीं हो सकता है, जिससे उपयोगकर्ताओं को एनिमेशन देखने के लिए एक्सटेंशन इंस्टॉल करने या वैकल्पिक सॉफ़्टवेयर का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, APNG फ़ाइलें बनाना GIF की तुलना में अधिक जटिल हो सकता है, क्योंकि इसमें कई फ्रेम के साथ काम करना और विशिष्ट चंक संरचना को समझना शामिल है।

इन सीमाओं के बावजूद, APNG ने हाल के वर्षों में अपनी बेहतर छवि गुणवत्ता, छोटे फ़ाइल आकार और वेब ब्राउज़र और छवि संपादन उपकरणों से बढ़ते समर्थन के कारण लोकप्रियता हासिल की है। यह वेबसाइटों पर उच्च-गुणवत्ता वाले एनिमेशन देने के लिए एक पसंदीदा विकल्प बन गया है, विशेष रूप से छोटे, लूपिंग एनिमेशन के लिए जिन्हें पारदर्शिता और सहज प्लेबैक की आवश्यकता होती है।

निष्कर्ष में, APNG एक शक्तिशाली और बहुमुखी फ़ाइल प्रारूप है जो एनिमेशन का समर्थन करने के लिए PNG की क्षमताओं का विस्तार करता है। मौजूदा PNG संरचना का लाभ उठाकर और एनिमेशन नियंत्रण के लिए नए चंक्स को पेश करके, APNG GIF के लिए एक अधिक कुशल और नेत्रहीन आकर्षक विकल्प प्रदान करता है। जबकि यह GIF जितना व्यापक रूप से समर्थित नहीं हो सकता है, वेब ब्राउज़र द्वारा APNG को अपनाने और उच्च-गुणवत्ता वाले एनिमेशन की बढ़ती मांग इसे डिजाइनरों और डेवलपर्स के लिए एक मूल्यवान उपकरण बनाती है जो वेब पर आकर्षक और इंटरैक्टिव सामग्री बनाना चाहते हैं।