Converter JPGs para JXLs

O formato JPEG 2000 Multi-layer (JPM) é uma extensão do padrão JPEG 2000, que é um padrão de compressão de imagem e sistema de codificação. Ele foi criado pelo comitê Joint Photographic Experts Group em 2000 com a intenção de substituir o padrão JPEG original. O JPEG 2000 é conhecido por sua alta eficiência de compressão e sua capacidade de lidar com uma ampla gama de tipos de imagem, incluindo imagens em tons de cinza, coloridas e multicomponentes. O formato JPM estende especificamente os recursos do JPEG 2000 para incluir suporte a documentos compostos, que podem conter uma mistura de texto, gráficos e imagens.

O JPM é definido na Parte 6 do JPEG 2000 Suite (ISO/IEC 15444-6) e foi projetado para encapsular várias imagens e dados relacionados em um único arquivo. Isso o torna particularmente útil para aplicações como imagens de documentos, imagens médicas e imagens técnicas, onde diferentes tipos de conteúdo precisam ser armazenados juntos. O formato JPM permite o armazenamento eficiente de páginas dentro de um documento, cada uma das quais pode conter várias regiões de imagem com características diferentes, bem como dados não relacionados à imagem, como anotações ou metadados.

Um dos principais recursos do JPM é o uso do fluxo de código JPEG 2000 (JPX), que é uma versão estendida do fluxo de código JPEG 2000 básico (JP2). O JPX suporta uma gama mais ampla de espaços de cores, metadados mais sofisticados e profundidades de bits mais altas. Em um arquivo JPM, cada imagem ou "camada" é armazenada como um fluxo de código JPX separado. Isso permite que cada camada seja compactada de acordo com suas próprias características, o que pode levar a uma compactação mais eficiente e resultados de maior qualidade, especialmente para documentos compostos com diversos tipos de conteúdo.

A estrutura de um arquivo JPM é hierárquica e consiste em uma série de caixas. Uma caixa é uma unidade independente que inclui um cabeçalho e dados. O cabeçalho especifica o tipo e o comprimento da caixa, enquanto os dados contêm o conteúdo real. A caixa de nível superior em um arquivo JPM é a caixa de assinatura, que identifica o arquivo como um arquivo da família JPEG 2000. Após a caixa de assinatura, há caixas de tipo de arquivo, caixas de cabeçalho e caixas de conteúdo, entre outras. As caixas de cabeçalho contêm informações sobre o arquivo, como o número de páginas e os atributos de cada página, enquanto as caixas de conteúdo contêm os dados da imagem e quaisquer dados não relacionados à imagem associados.

Em termos de compactação, os arquivos JPM podem usar métodos de compactação com e sem perdas. A compactação sem perdas garante que os dados originais da imagem possam ser perfeitamente reconstruídos a partir dos dados compactados, o que é crucial para aplicações onde a integridade da imagem é fundamental, como imagens médicas. A compactação com perdas, por outro lado, permite tamanhos de arquivo menores descartando alguns dos dados da imagem, o que pode ser aceitável em situações onde a fidelidade perfeita não é necessária.

O JPM também suporta o conceito de "decodificação progressiva", o que significa que uma versão de baixa resolução de uma imagem pode ser exibida enquanto a imagem de resolução total ainda está sendo baixada ou processada. Isso é particularmente útil para imagens grandes ou conexões de rede lentas, pois permite que os usuários obtenham uma visualização rápida sem ter que esperar que o arquivo inteiro esteja disponível.

Outro aspecto importante do JPM é seu suporte a metadados. Os metadados em arquivos JPM podem incluir informações sobre o documento, como autor, título e palavras-chave, bem como informações sobre cada imagem, como data de captura, configurações da câmera e localização geográfica. Esses metadados podem ser armazenados no formato XML, tornando-os facilmente acessíveis e modificáveis. Além disso, o JPM suporta a inclusão de perfis ICC, que definem o espaço de cores das imagens, garantindo uma reprodução de cores precisa em diferentes dispositivos.

Os arquivos JPM também são capazes de armazenar várias versões de uma imagem, cada uma com resoluções ou configurações de qualidade diferentes. Esse recurso, conhecido como "multicamadas", permite um armazenamento e transmissão mais eficientes, pois a versão apropriada de uma imagem pode ser selecionada com base nas necessidades específicas da aplicação ou na largura de banda disponível.

A segurança é outra área em que o JPM oferece recursos robustos. O formato suporta a inclusão de assinaturas digitais e criptografia, que podem ser usadas para verificar a autenticidade do documento e proteger informações confidenciais. Isso é particularmente importante em campos como gerenciamento de documentos jurídicos e médicos, onde a integridade e a confidencialidade dos documentos são de extrema importância.

Apesar de suas muitas vantagens, o formato JPM não teve ampla adoção, particularmente no mercado consumidor. Isso se deve em parte à complexidade do formato e aos recursos computacionais necessários para processar arquivos JPM. Além disso, a família de padrões JPEG 2000, incluindo o JPM, tem sido sujeita a problemas de licenciamento de patentes, o que dificultou sua adoção em comparação com o padrão JPEG original, que geralmente não é sobrecarregado por patentes.

Para desenvolvedores de software e engenheiros que trabalham com arquivos JPM, existem várias bibliotecas e ferramentas disponíveis que fornecem suporte ao formato. Isso inclui a biblioteca OpenJPEG, que é um codec JPEG 2000 de código aberto, e ofertas comerciais de várias empresas de software de imagem. Ao trabalhar com arquivos JPM, os desenvolvedores devem estar familiarizados com a sintaxe do fluxo de código JPEG 2000, bem como com os requisitos específicos para lidar com documentos compostos e metadados.

Concluindo, o formato de imagem JPM é uma extensão poderosa do padrão JPEG 2000 que oferece uma gama de recursos adequados para armazenar e gerenciar documentos compostos. Seu suporte a várias camadas de imagem, decodificação progressiva, metadados, multicamadas e recursos de segurança o tornam uma escolha ideal para aplicações profissionais e técnicas onde a qualidade da imagem e a integridade do documento são críticas. Embora possa não ser tão comumente usado quanto outros formatos de imagem, seus recursos especializados garantem que ele permaneça uma ferramenta importante em campos como imagens de documentos e imagens médicas.

O formato de imagem JPS, abreviação de JPEG Stereo, é um formato de arquivo usado para armazenar fotografias estereoscópicas tiradas por câmeras digitais ou criadas por software de renderização 3D. É essencialmente um arranjo lado a lado de duas imagens JPEG dentro de um único arquivo que, quando visualizado por meio de software ou hardware apropriado, fornece um efeito 3D. Este formato é particularmente útil para criar uma ilusão de profundidade em imagens, o que aprimora a experiência de visualização para usuários com sistemas de exibição compatíveis ou óculos 3D.

O formato JPS aproveita a técnica de compressão JPEG (Joint Photographic Experts Group) bem estabelecida para armazenar as duas imagens. JPEG é um método de compressão com perdas, o que significa que reduz o tamanho do arquivo descartando seletivamente informações menos importantes, geralmente sem uma diminuição perceptível na qualidade da imagem para o olho humano. Isso torna os arquivos JPS relativamente pequenos e gerenciáveis, apesar de conterem duas imagens em vez de uma.

Um arquivo JPS é essencialmente um arquivo JPEG com uma estrutura específica. Ele contém duas imagens compactadas em JPEG lado a lado dentro de um único quadro. Essas imagens são chamadas de imagens do olho esquerdo e do olho direito e representam perspectivas ligeiramente diferentes da mesma cena, imitando a ligeira diferença entre o que cada um dos nossos olhos vê. Essa diferença é o que permite a percepção de profundidade quando as imagens são visualizadas corretamente.

A resolução padrão para uma imagem JPS é normalmente o dobro da largura de uma imagem JPEG padrão para acomodar as imagens esquerda e direita. Por exemplo, se uma imagem JPEG padrão tiver uma resolução de 1920x1080 pixels, uma imagem JPS teria uma resolução de 3840x1080 pixels, com cada imagem lado a lado ocupando metade da largura total. No entanto, a resolução pode variar dependendo da origem da imagem e do uso pretendido.

Para visualizar uma imagem JPS em 3D, o visualizador deve usar um dispositivo de exibição ou software compatível que possa interpretar as imagens lado a lado e apresentá-las a cada olho separadamente. Isso pode ser alcançado por meio de vários métodos, como anaglifo 3D, onde as imagens são filtradas por cor e visualizadas com óculos coloridos; 3D polarizado, onde as imagens são projetadas por meio de filtros polarizados e visualizadas com óculos polarizados; ou obturador ativo 3D, onde as imagens são exibidas alternadamente e sincronizadas com óculos de obturador que abrem e fecham rapidamente para mostrar a cada olho a imagem correta.

A estrutura do arquivo de uma imagem JPS é semelhante à de um arquivo JPEG padrão. Ele contém um cabeçalho, que inclui o marcador SOI (Início da Imagem), seguido por uma série de segmentos que contêm várias partes de metadados e os próprios dados da imagem. Os segmentos incluem os marcadores APP (Aplicativo), que podem conter informações como os metadados Exif, e o segmento DQT (Definir Tabela de Quantização), que define as tabelas de quantização usadas para compactar os dados da imagem.

Um dos segmentos principais em um arquivo JPS é o segmento JFIF (Formato de Intercâmbio de Arquivo JPEG), que especifica que o arquivo está em conformidade com o padrão JFIF. Este segmento é importante para garantir compatibilidade com uma ampla gama de software e hardware. Ele também inclui informações como a proporção e a resolução da imagem em miniatura, que podem ser usadas para visualizações rápidas.

Os dados reais da imagem em um arquivo JPS são armazenados no segmento SOS (Início da Varredura), que segue o cabeçalho e os segmentos de metadados. Este segmento contém os dados da imagem compactada para as imagens esquerda e direita. Os dados são codificados usando o algoritmo de compressão JPEG, que envolve uma série de etapas, incluindo conversão de espaço de cor, subamostragem, transformada discreta de cosseno (DCT), quantização e codificação de entropia.

A conversão do espaço de cor é o processo de converter os dados da imagem do espaço de cor RGB, que é comumente usado em câmeras digitais e monitores de computador, para o espaço de cor YCbCr, que é usado na compressão JPEG. Esta conversão separa a imagem em um componente de luminância (Y), que representa os níveis de brilho, e dois componentes de crominância (Cb e Cr), que representam as informações de cor. Isso é benéfico para compressão porque o olho humano é mais sensível a mudanças de brilho do que de cor, permitindo uma compressão mais agressiva dos componentes de crominância sem afetar significativamente a qualidade da imagem percebida.

A subamostragem é um processo que aproveita a menor sensibilidade do olho humano aos detalhes de cor, reduzindo a resolução dos componentes de crominância em relação ao componente de luminância. As taxas de subamostragem comuns incluem 4:4:4 (sem subamostragem), 4:2:2 (reduzindo a resolução horizontal da crominância pela metade) e 4:2:0 (reduzindo a resolução horizontal e vertical da crominância pela metade). A escolha da taxa de subamostragem pode afetar o equilíbrio entre a qualidade da imagem e o tamanho do arquivo.

A transformada discreta de cosseno (DCT) é aplicada a pequenos blocos da imagem (normalmente 8x8 pixels) para converter os dados do domínio espacial no domínio da frequência. Esta etapa é crucial para a compressão JPEG porque permite a separação dos detalhes da imagem em componentes de importância variável, com componentes de frequência mais alta geralmente sendo menos perceptíveis ao olho humano. Esses componentes podem então ser quantizados, ou reduzidos em precisão, para obter compressão.

A quantização é o processo de mapear uma faixa de valores para um único valor quântico, reduzindo efetivamente a precisão dos coeficientes DCT. É aqui que a natureza com perdas da compressão JPEG entra em jogo, pois algumas informações da imagem são descartadas. O grau de quantização é determinado pelas tabelas de quantização especificadas no segmento DQT e pode ser ajustado para equilibrar a qualidade da imagem com o tamanho do arquivo.

A etapa final no processo de compressão JPEG é a codificação de entropia, que é uma forma de compressão sem perdas. O método mais comum usado em JPEG é a codificação Huffman, que atribui códigos mais curtos a valores mais frequentes e códigos mais longos a valores menos frequentes. Isso reduz o tamanho geral dos dados da imagem sem qualquer perda adicional de informações.

Além das técnicas de compressão JPEG padrão, o formato JPS também pode incluir metadados específicos relacionados à natureza estereoscópica das imagens. Esses metadados podem incluir informações sobre as configurações de paralaxe, pontos de convergência e quaisquer outros dados que possam ser necessários para exibir corretamente o efeito 3D. Esses metadados são normalmente armazenados nos segmentos APP do arquivo.

O formato JPS é suportado por uma variedade de aplicativos de software e dispositivos, incluindo televisores 3D, fones de ouvido VR e visualizadores de fotos especializados. No entanto, não é tão amplamente suportado quanto o formato JPEG padrão, portanto, os usuários podem precisar usar software específico ou converter os arquivos JPS para outro formato para maior compatibilidade.

Um dos desafios com o formato JPS é garantir que as imagens esquerda e direita estejam alinhadas corretamente e tenham a paralaxe correta. O desalinhamento ou a paralaxe incorreta podem levar a uma experiência de visualização desconfortável e podem causar cansaço visual ou dores de cabeça. Portanto, é importante que os fotógrafos e artistas 3D capturem ou criem cuidadosamente as imagens com os parâmetros estereoscópicos corretos.

Concluindo, o formato de imagem JPS é um formato de arquivo especializado projetado para armazenar e exibir imagens estereoscópicas. Ele se baseia nas técnicas de compressão JPEG estabelecidas para criar uma maneira compacta e eficiente de armazenar fotografias 3D. Embora ofereça uma experiência de visualização única, o formato requer hardware ou software compatível para visualizar as imagens em 3D e pode apresentar desafios em termos de alinhamento e paralaxe. Apesar desses desafios, o formato JPS continua sendo uma ferramenta valiosa para fotógrafos, artistas 3D e entusiastas que desejam capturar e compartilhar a profundidade e o realismo do mundo em um formato digital.