परिवर्तित करें JPEGस को JXLस में

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

JPS इमेज फॉर्मेट, JPEG स्टीरियो के लिए संक्षिप्त, एक फाइल फॉर्मेट है जिसका उपयोग डिजिटल कैमरों द्वारा ली गई या 3D रेंडरिंग सॉफ़्टवेयर द्वारा बनाई गई स्टीरियोस्कोपिक तस्वीरों को स्टोर करने के लिए किया जाता है। यह अनिवार्य रूप से एक ही फाइल के भीतर दो JPEG इमेज की एक साइड-बाय-साइड व्यवस्था है, जो उपयुक्त सॉफ़्टवेयर या हार्डवेयर के माध्यम से देखे जाने पर, एक 3D प्रभाव प्रदान करती है। यह फॉर्मेट इमेज में गहराई का भ्रम पैदा करने के लिए विशेष रूप से उपयोगी है, जो संगत डिस्प्ले सिस्टम या 3D चश्मे वाले उपयोगकर्ताओं के लिए देखने के अनुभव को बढ़ाता है।

JPS फॉर्मेट दो इमेज को स्टोर करने के लिए अच्छी तरह से स्थापित JPEG (जॉइंट फोटोग्राफिक एक्सपर्ट्स ग्रुप) कंप्रेशन तकनीक का लाभ उठाता है। JPEG एक लॉसी कंप्रेशन विधि है, जिसका अर्थ है कि यह कम महत्वपूर्ण जानकारी को चुनिंदा रूप से त्याग कर फ़ाइल आकार को कम करता है, अक्सर मानवीय आँख के लिए छवि गुणवत्ता में ध्यान देने योग्य कमी के बिना। यह JPS फ़ाइलों को एक के बजाय दो इमेज होने के बावजूद अपेक्षाकृत छोटा और प्रबंधनीय बनाता है।

एक JPS फ़ाइल अनिवार्य रूप से एक विशिष्ट संरचना वाली JPEG फ़ाइल है। इसमें एक ही फ्रेम के भीतर साइड-बाय-साइड दो JPEG-कंप्रेस्ड इमेज होती हैं। इन इमेज को लेफ्ट-आई और राइट-आई इमेज कहा जाता है, और वे एक ही दृश्य के थोड़े अलग दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो हमारी प्रत्येक आँख द्वारा देखी गई चीज़ों के बीच मामूली अंतर की नकल करते हैं। यह अंतर वह है जो इमेज को सही ढंग से देखे जाने पर गहराई की धारणा की अनुमति देता है।

एक JPS इमेज के लिए मानक रिज़ॉल्यूशन आमतौर पर लेफ्ट और राइट दोनों इमेज को समायोजित करने के लिए एक मानक JPEG इमेज की चौड़ाई से दोगुना होता है। उदाहरण के लिए, यदि एक मानक JPEG इमेज का रिज़ॉल्यूशन 1920x1080 पिक्सेल है, तो एक JPS इमेज का रिज़ॉल्यूशन 3840x1080 पिक्सेल होगा, जिसमें प्रत्येक साइड-बाय-साइड इमेज कुल चौड़ाई का आधा हिस्सा घेरेगी। हालाँकि, रिज़ॉल्यूशन इमेज के स्रोत और इच्छित उपयोग के आधार पर भिन्न हो सकता है।

3D में JPS इमेज देखने के लिए, एक दर्शक को एक संगत डिस्प्ले डिवाइस या सॉफ़्टवेयर का उपयोग करना चाहिए जो साइड-बाय-साइड इमेज की व्याख्या कर सकता है और उन्हें प्रत्येक आँख को अलग से प्रस्तुत कर सकता है। यह विभिन्न तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है, जैसे एनाग्लीफ 3D, जहाँ इमेज को रंग द्वारा फ़िल्टर किया जाता है और रंगीन चश्मे के साथ देखा जाता है; पोलराइज़्ड 3D, जहाँ इमेज को पोलराइज़्ड फ़िल्टर के माध्यम से प्रोजेक्ट किया जाता है और पोलराइज़्ड चश्मे के साथ देखा जाता है; या एक्टिव शटर 3D, जहाँ इमेज को वैकल्पिक रूप से प्रदर्शित किया जाता है और शटर चश्मे के साथ सिंक्रनाइज़ किया जाता है जो प्रत्येक आँख को सही इमेज दिखाने के लिए तेजी से खुलते और बंद होते हैं।

एक JPS इमेज की फ़ाइल संरचना एक मानक JPEG फ़ाइल के समान है। इसमें एक हेडर होता है, जिसमें SOI (स्टार्ट ऑफ़ इमेज) मार्कर शामिल होता है, इसके बाद कई सेगमेंट होते हैं जिनमें मेटाडेटा के विभिन्न भाग और स्वयं इमेज डेटा होता है। सेगमेंट में APP (एप्लीकेशन) मार्कर शामिल होते हैं, जिसमें Exif मेटाडेटा जैसी जानकारी हो सकती है, और DQT (डिफ़ाइन क्वांटिज़ेशन टेबल) सेगमेंट, जो इमेज डेटा को कंप्रेस करने के लिए उपयोग की जाने वाली क्वांटिज़ेशन टेबल को परिभाषित करता है।

JPS फ़ाइल में प्रमुख सेगमेंट में से एक JFIF (JPEG फ़ाइल इंटरचेंज फ़ॉर्मेट) सेगमेंट है, जो निर्दिष्ट करता है कि फ़ाइल JFIF मानक के अनुरूप है। यह सेगमेंट सॉफ़्टवेयर और हार्डवेयर की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। इसमें थंबनेल इमेज का आस्पेक्ट रेशियो और रिज़ॉल्यूशन जैसी जानकारी भी शामिल है, जिसका उपयोग त्वरित पूर्वावलोकन के लिए किया जा सकता है।

JPS फ़ाइल में वास्तविक इमेज डेटा SOS (स्टार्ट ऑफ़ स्कैन) सेगमेंट में संग्रहीत किया जाता है, जो हेडर और मेटाडेटा सेगमेंट का अनुसरण करता है। इस सेगमेंट में लेफ्ट और राइट दोनों इमेज के लिए कंप्रेस्ड इमेज डेटा होता है। डेटा को JPEG कंप्रेशन एल्गोरिथम का उपयोग करके एन्कोड किया जाता है, जिसमें रंग स्थान रूपांतरण, सबसैंपलिंग, असतत कोसाइन ट्रांसफ़ॉर्म (DCT), क्वांटिज़ेशन और एंट्रॉपी कोडिंग सहित कई चरण शामिल होते हैं।

रंग स्थान रूपांतरण RGB रंग स्थान से इमेज डेटा को परिवर्तित करने की प्रक्रिया है, जो आमतौर पर डिजिटल कैमरों और कंप्यूटर डिस्प्ले में उपयोग किया जाता है, YCbCr रंग स्थान में, जिसका उपयोग JPEG कंप्रेशन में किया जाता है। यह रूपांतरण इमेज को एक ल्यूमिनेंस घटक (Y) में अलग करता है, जो चमक के स्तर का प्रतिनिधित्व करता है, और दो क्रोमिनेंस घटक (Cb और Cr), जो रंग की जानकारी का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह कंप्रेशन के लिए फायदेमंद है क्योंकि मानवीय आँख रंग की तुलना में चमक में बदलाव के प्रति अधिक संवेदनशील होती है, जिससे क्रोमिनेंस घटकों के अधिक आक्रामक कंप्रेशन की अनुमति मिलती है बिना कथित इमेज गुणवत्ता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किए।

सबसैंपलिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जो ल्यूमिनेंस घटक के सापेक्ष क्रोमिनेंस घटकों के रिज़ॉल्यूशन को कम करके रंग विवरण के प्रति मानवीय आँख की कम संवेदनशीलता का लाभ उठाती है। सामान्य सबसैंपलिंग अनुपात में 4:4:4 (कोई सबसैंपलिंग नहीं), 4:2:2 (क्रोमिनेंस के क्षैतिज रिज़ॉल्यूशन को आधा करना), और 4:2:0 (क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दोनों रिज़ॉल्यूशन को आधा करना) शामिल हैं। सबसैंपलिंग अनुपात का चुनाव इमेज गुणवत्ता और फ़ाइल आकार के बीच संतुलन को प्रभावित कर सकता है।

असतत कोसाइन ट्रांसफ़ॉर्म (DCT) को इमेज के छोटे ब्लॉक (आमतौर पर 8x8 पिक्सेल) पर लागू किया जाता है ताकि स्थानिक डोमेन डेटा को फ़्रीक्वेंसी डोमेन में परिवर्तित किया जा सके। यह चरण JPEG कंप्रेशन के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह इमेज विवरण को अलग-अलग महत्व के घटकों में अलग करने की अनुमति देता है, जिसमें उच्च फ़्रीक्वेंसी घटक अक्सर मानवीय आँख के लिए कम बोधगम्य होते हैं। इन घटकों को तब क्वांटिज़ किया जा सकता है, या सटीकता में कम किया जा सकता है, ताकि कंप्रेशन प्राप्त किया जा सके।

क्वांटिज़ेशन मानों की एक श्रेणी को एकल क्वांटम मान में मैप करने की प्रक्रिया है, जो प्रभावी रूप से DCT गुण