แปลง JPG เป็น PNG

รูปแบบ JPEG 2000 Multi-layer (JPM) เป็นส่วนขยายของมาตรฐาน JPEG 2000 ซึ่งเป็นมาตรฐานการบีบอัดภาพและระบบการเข้ารหัส สร้างขึ้นโดยคณะกรรมการ Joint Photographic Experts Group ในปี 2000 โดยมีจุดประสงค์เพื่อแทนที่มาตรฐาน JPEG เดิม JPEG 2000 เป็นที่รู้จักในเรื่องประสิทธิภาพการบีบอัดสูงและความสามารถในการจัดการกับภาพประเภทต่างๆ ได้หลากหลาย รวมถึงภาพสีเทา สี และภาพหลายส่วน รูปแบบ JPM ขยายขีดความสามารถของ JPEG 2000 โดยเฉพาะเพื่อรองรับเอกสารประกอบ ซึ่งอาจประกอบด้วยข้อความ กราฟิก และรูปภาพ

JPM ถูกกำหนดไว้ในส่วนที่ 6 ของ JPEG 2000 Suite (ISO/IEC 15444-6) และออกแบบมาเพื่อรวมภาพหลายภาพและข้อมูลที่เกี่ยวข้องไว้ในไฟล์เดียว ซึ่งทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น การถ่ายภาพเอกสาร การถ่ายภาพทางการแพทย์ และการถ่ายภาพทางเทคนิค ซึ่งจำเป็นต้องจัดเก็บเนื้อหาประเภทต่างๆ ไว้ด้วยกัน รูปแบบ JPM ช่วยให้จัดเก็บหน้าต่างๆ ภายในเอกสารได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยแต่ละหน้าสามารถมีพื้นที่ภาพหลายพื้นที่ที่มีลักษณะแตกต่างกัน รวมถึงข้อมูลที่ไม่ใช่ภาพ เช่น คำอธิบายประกอบหรือข้อมูลเมตา

หนึ่งในคุณสมบัติหลักของ JPM คือการใช้ JPEG 2000 code stream (JPX) ซึ่งเป็นเวอร์ชันที่ขยายจาก JPEG 2000 code stream (JP2) พื้นฐาน JPX รองรับช่วงของพื้นที่สีที่กว้างกว่า ข้อมูลเมตาที่ซับซ้อนกว่า และความลึกของบิตที่สูงกว่า ในไฟล์ JPM แต่ละภาพหรือ 'เลเยอร์' จะถูกจัดเก็บเป็น JPX code stream แยกต่างหาก ซึ่งช่วยให้แต่ละเลเยอร์ถูกบีบอัดตามลักษณะเฉพาะของตนเอง ซึ่งอาจนำไปสู่การบีบอัดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและผลลัพธ์ที่มีคุณภาพสูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเอกสารประกอบที่มีประเภทเนื้อหาที่หลากหลาย

โครงสร้างของไฟล์ JPM เป็นแบบลำดับชั้นและประกอบด้วยกล่องชุดหนึ่ง กล่องเป็นหน่วยที่แยกตัวได้ซึ่งรวมถึงส่วนหัวและข้อมูล ส่วนหัวระบุชนิดและความยาวของกล่อง ในขณะที่ข้อมูลมีเนื้อหาจริง กล่องระดับบนสุดในไฟล์ JPM คือกล่องลายเซ็น ซึ่งระบุไฟล์ว่าเป็นไฟล์ตระกูล JPEG 2000 หลังจากกล่องลายเซ็นแล้ว จะมีกล่องชนิดไฟล์ กล่องส่วนหัว และกล่องเนื้อหา เป็นต้น กล่องส่วนหัวมีข้อมูลเกี่ยวกับไฟล์ เช่น จำนวนหน้าและแอตทริบิวต์ของแต่ละหน้า ในขณะที่กล่องเนื้อหาประกอบด้วยข้อมูลภาพและข้อมูลที่ไม่ใช่ภาพที่เกี่ยวข้อง

ในแง่ของการบีบอัด ไฟล์ JPM สามารถใช้ทั้งวิธีการบีบอัดแบบไม่สูญเสียและแบบสูญเสีย การบีบอัดแบบไม่สูญเสียช่วยให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลภาพต้นฉบับสามารถสร้างขึ้นใหม่ได้อย่างสมบูรณ์แบบจากข้อมูลที่บีบอัด ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันที่ความสมบูรณ์ของภาพมีความสำคัญสูงสุด เช่น การถ่ายภาพทางการแพทย์ ในทางกลับกัน การบีบอัดแบบสูญเสียช่วยให้มีขนาดไฟล์เล็กลงโดยการละทิ้งข้อมูลภาพบางส่วน ซึ่งอาจเป็นที่ยอมรับได้ในสถานการณ์ที่ไม่ต้องการความเที่ยงตรงที่สมบูรณ์แบบ

JPM ยังรองรับแนวคิดของ 'การถอดรหัสแบบก้าวหน้า' ซึ่งหมายความว่าสามารถแสดงภาพเวอร์ชันความละเอียดต่ำได้ในขณะที่ยังดาวน์โหลดหรือประมวลผลภาพความละเอียดเต็มอยู่ ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับภาพขนาดใหญ่หรือการเชื่อมต่อเครือข่ายที่ช้า เนื่องจากช่วยให้ผู้ใช้สามารถดูตัวอย่างได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องรอให้ไฟล์ทั้งหมดพร้อมใช้งาน

อีกแง่มุมที่สำคัญของ JPM คือการรองรับข้อมูลเมตา ข้อมูลเมตาในไฟล์ JPM อาจรวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับเอกสาร เช่น ผู้แต่ง ชื่อเรื่อง และคำหลัก รวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับแต่ละภาพ เช่น วันที่ถ่าย ภาพการตั้งค่ากล้อง และตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ ข้อมูลเมตานี้สามารถจัดเก็บในรูปแบบ XML ทำให้เข้าถึงและแก้ไขได้ง่าย นอกจากนี้ JPM ยังรองรับการรวมโปรไฟล์ ICC ซึ่งกำหนดพื้นที่สีของภาพ เพื่อให้แน่ใจว่าการแสดงสีที่ถูกต้องบนอุปกรณ์ต่างๆ

ไฟล์ JPM ยังสามารถจัดเก็บภาพหลายเวอร์ชันได้ โดยแต่ละเวอร์ชันมีความละเอียดหรือการตั้งค่าคุณภาพที่แตกต่างกัน คุณสมบัตินี้เรียกว่า 'การแบ่งเลเยอร์' ช่วยให้จัดเก็บและส่งข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากสามารถเลือกเวอร์ชันที่เหมาะสมของภาพได้ตามความต้องการเฉพาะของแอปพลิเคชันหรือแบนด์วิดท์ที่มี

ความปลอดภัยเป็นอีกด้านหนึ่งที่ JPM มีคุณสมบัติที่แข็งแกร่ง รูปแบบนี้รองรับการรวมลายเซ็นดิจิทัลและการเข้ารหัส ซึ่งสามารถใช้เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของเอกสารและปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในสาขาต่างๆ เช่น การจัดการเอกสารทางกฎหมายและการแพทย์ ซึ่งความสมบูรณ์และความลับของเอกสารมีความสำคัญสูงสุด

แม้จะมีข้อดีมากมาย แต่รูปแบบ JPM ก็ยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง โดยเฉพาะในตลาดผู้บริโภค สาเหตุหนึ่งเป็นเพราะความซับซ้อนของรูปแบบและทรัพยากรการคำนวณที่จำเป็นในการประมวลผลไฟล์ JPM นอกจากนี้ มาตรฐานตระกูล JPEG 2000 รวมถึง JPM ยังมีปัญหาเรื่องการออกใบอนุญาตสิทธิบัตร ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการนำไปใช้เมื่อเปรียบเทียบกับมาตรฐาน JPEG เดิม ซึ่งโดยทั่วไปจะไม่มีสิทธิบัตร

สำหรับนักพัฒนาซอฟต์แวร์และวิศวกรที่ทำงานกับไฟล์ JPM มีไลบรารีและเครื่องมือต่างๆ ที่รองรับรูปแบบนี้ ได้แก่ ไลบรารี OpenJPEG ซึ่งเป็นตัวแปลงสัญญาณ JPEG 2000 แบบโอเพนซอร์ส และผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์จากบริษัทซอฟต์แวร์ด้านการถ่ายภาพต่างๆ เมื่อทำงานกับไฟล์ JPM นักพัฒนาต้องมีความคุ้นเคยกับไวยากรณ์ของ JPEG 2000 code stream รวมถึงข้อกำหนดเฉพาะสำหรับการจัดการเอกสารประกอบและข้อมูลเมตา

สรุปแล้ว รูปแบบภาพ JPM เป็นส่วนขยายที่มีประสิทธิภาพของมาตรฐาน JPEG 2000 ซึ่งมีคุณสมบัติหลากหลายที่เหมาะสำหรับการจัดเก็บและจัดการเอกสารประกอบ การรองรับเลเยอร์ภาพหลายเลเยอร์ การถอดรหัสแบบก้าวหน้า ข้อมูลเมตา การแบ่งเลเยอร์ และคุณสมบัติด้านความปลอดภัย ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันระดับมืออาชีพและทางเทคนิคที่คุณภาพของภาพและความสมบูรณ์ของเอกสารมีความสำคัญ แม้ว่าอาจไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายเหมือนรูปแบบภาพอื่นๆ แต่ความสามารถเฉพาะทางก็ทำให้ยังคงเป็นเครื่องมือสำคัญในสาขาต่างๆ เช่น การถ่ายภาพเอกสารและการถ่ายภาพทางการแพทย์

PNG ซึ่งย่อมาจาก Portable Network Graphics เป็นรูปแบบไฟล์กราฟิกแบบแรสเตอร์ที่รองรับการบีบอัดข้อมูลแบบไม่สูญเสียข้อมูล พัฒนาขึ้นเพื่อเป็นตัวแทนที่ได้รับการปรับปรุงและไม่มีสิทธิบัตรสำหรับ Graphics Interchange Format (GIF) PNG ออกแบบมาเพื่อถ่ายโอนภาพบนอินเทอร์เน็ต ไม่เพียงแต่สำหรับกราฟิกคุณภาพระดับมืออาชีพเท่านั้น แต่ยังรวมถึงภาพถ่ายและภาพดิจิทัลประเภทอื่นๆ ด้วย หนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของ PNG คือการรองรับความโปร่งใสในแอปพลิเคชันบนเบราว์เซอร์ ซึ่งทำให้เป็นรูปแบบที่สำคัญในการออกแบบและพัฒนาเว็บ

จุดเริ่มต้นของ PNG สามารถสืบย้อนกลับไปได้ถึงปี 1995 หลังจากปัญหาสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องกับเทคนิคการบีบอัดที่ใช้ในรูปแบบ GIF มีการเรียกร้องให้สร้างรูปแบบกราฟิกใหม่บนกลุ่มข่าว comp.graphics ซึ่งนำไปสู่การพัฒนา PNG วัตถุประสงค์หลักของรูปแบบใหม่นี้คือการปรับปรุงและเอาชนะข้อจำกัดของ GIF เป้าหมายประการหนึ่งคือการรองรับภาพที่มีสีมากกว่า 256 สี รวมแชนเนลอัลฟาสำหรับความโปร่งใส ให้ตัวเลือกสำหรับการสาน และเพื่อให้แน่ใจว่ารูปแบบนั้นไม่มีสิทธิบัตรและเหมาะสำหรับการพัฒนาโอเพนซอร์ส

ไฟล์ PNG โดดเด่นในด้านคุณภาพของการเก็บรักษาภาพ โดยรองรับความลึกของสีในช่วงต่างๆ ตั้งแต่ขาวดำ 1 บิตไปจนถึง 16 บิตต่อแชนเนลสำหรับสีแดง เขียว และน้ำเงิน (RGB) การรองรับสีในช่วงกว้างนี้ทำให้ PNG เหมาะสำหรับการจัดเก็บภาพวาดเส้น ข้อความ และกราฟิกแบบไอคอนิกในขนาดไฟล์ที่เล็ก นอกจากนี้ การรองรับแชนเนลอัลฟาของ PNG ยังช่วยให้มีความโปร่งใสในระดับต่างๆ ซึ่งช่วยให้สามารถแสดงเอฟเฟกต์ที่ซับซ้อน เช่น เงา แสงเรือง และวัตถุกึ่งโปร่งใสได้อย่างแม่นยำในภาพดิจิทัล

หนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นของ PNG คืออัลกอริทึมการบีบอัดแบบไม่สูญเสียข้อมูล ซึ่งกำหนดโดยใช้วิธี DEFLATE อัลกอริทึมนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดขนาดไฟล์โดยไม่ลดทอนคุณภาพของภาพ ประสิทธิภาพของการบีบอัดจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของข้อมูลที่ถูกบีบอัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับภาพที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีสีเดียวหรือรูปแบบที่ซ้ำกัน แม้ว่าการบีบอัดจะไม่สูญเสียข้อมูล แต่ก็ควรทราบว่า PNG อาจไม่ส่งผลให้ได้ขนาดไฟล์ที่เล็กที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบต่างๆ เช่น JPEG โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับภาพถ่ายที่ซับซ้อน

โครงสร้างของไฟล์ PNG อิงตามชิ้นส่วน โดยที่แต่ละชิ้นส่วนแสดงถึงข้อมูลหรือเมตาดาต้าบางประเภทเกี่ยวกับภาพ มีชิ้นส่วนหลักสี่ประเภทในไฟล์ PNG ได้แก่ IHDR (ส่วนหัวของภาพ) ซึ่งมีข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับภาพ PLTE (จานสี) ซึ่งแสดงรายการสีทั้งหมดที่ใช้ในภาพสีที่จัดทำดัชนี IDAT (ข้อมูลภาพ) ซึ่งมีข้อมูลภาพจริงที่บีบอัดด้วยอัลกอริทึม DEFLATE และ IEND (ส่วนท้ายของภาพ) ซึ่งทำเครื่องหมายจุดสิ้นสุดของไฟล์ PNG ชิ้นส่วนเสริมเพิ่มเติมสามารถให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับภาพ เช่น คำอธิบายประกอบข้อความและค่าแกมมา

PNG ยังรวมคุณสมบัติต่างๆ ที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงการแสดงและการถ่ายโอนภาพผ่านอินเทอร์เน็ต การสาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้อัลกอริทึม Adam7 ช่วยให้สามารถโหลดภาพได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งอาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อดูภาพผ่านการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่ช้ากว่า เทคนิคนี้จะแสดงภาพคุณภาพต่ำของภาพทั้งหมดก่อน จากนั้นจะเพิ่มคุณภาพขึ้นเรื่อยๆ เมื่อดาวน์โหลดข้อมูลเพิ่มเติม คุณสมบัตินี้ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสบการณ์ของผู้ใช้เท่านั้น แต่ยังให้ข้อได้เปรียบในทางปฏิบัติสำหรับการใช้งานเว็บอีกด้วย

ความโปร่งใสในไฟล์ PNG ได้รับการจัดการในลักษณะที่ซับซ้อนกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ GIF ในขณะที่ GIF รองรับความโปร่งใสแบบไบนารีง่ายๆ ซึ่งพิกเซลจะโปร่งใสหรือทึบแสงทั้งหมด PNG ได้นำแนวคิดเรื่องความโปร่งใสของอัลฟามาใช้ ซึ่งช่วยให้พิกเซลมีความโปร่งใสในระดับต่างๆ ได้ ตั้งแต่ทึบแสงทั้งหมดไปจนถึงโปร่งใสทั้งหมด ซึ่งช่วยให้สามารถผสมผสานและเปลี่ยนผ่านระหว่างภาพและพื้นหลังได้อย่างราบรื่น คุณสมบัตินี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับนักออกแบบเว็บที่จำเป็นต้องซ้อนภาพบนพื้นหลังที่มีสีและรูปแบบต่างๆ

แม้จะมีข้อดีมากมาย แต่ PNG ก็มีข้อจำกัดบางประการ เช่น ไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการจัดเก็บภาพถ่ายดิจิทัลในแง่ของประสิทธิภาพขนาดไฟล์ ในขณะที่การบีบอัดแบบไม่สูญเสียข้อมูลของ PNG ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะไม่มีการสูญเสียคุณภาพ แต่ก็อาจส่งผลให้ขนาดไฟล์ใหญ่กว่าเมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบที่มีการสูญเสียข้อมูล เช่น JPEG ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการบีบอัดภาพถ่าย สิ่งนี้ทำให้ PNG ไม่เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่แบนด์วิดท์หรือความจุในการจัดเก็บมีจำกัด นอกจากนี้ PNG ยังไม่รองรับภาพเคลื่อนไหวโดยตรง ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่รูปแบบต่างๆ เช่น GIF และ WebP มีให้

สามารถใช้เทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพกับไฟล์ PNG เพื่อลดขนาดไฟล์สำหรับการใช้งานบนเว็บโดยไม่ลดทอนคุณภาพของภาพ เครื่องมือต่างๆ เช่น PNGCRUSH และ OptiPNG ใช้กลยุทธ์ต่างๆ รวมถึงการเลือกพารามิเตอร์การบีบอัดที่มีประสิทธิภาพที่สุดและการลดความลึกของสีให้เหมาะสมที่สุดสำหรับภาพ เครื่องมือเหล่านี้สามารถลดขนาดของไฟล์ PNG ได้อย่างมาก ทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการใช้งานบนเว็บ ซึ่งเวลาในการโหลดและการใช้แบนด์วิดท์เป็นสิ่งที่สำคัญ

ยิ่งไปกว่านั้น การรวมข้อมูลการแก้ไขแกมมาไว้ในไฟล์ PNG ช่วยให้มั่นใจได้ว่าภาพจะแสดงอย่างสม่ำเสมอมากขึ้นบนอุปกรณ์ต่างๆ การแก้ไขแกมมาช่วยปรับระดับความสว่างของภาพตามลักษณะของอุปกรณ์แสดงผล คุณสมบัตินี้มีค่าอย่างยิ่งในบริบทของกราฟิกบนเว็บ ซึ่งภาพอาจปรากฏบนอุปกรณ์ที่หลากหลายที่มีคุณสมบัติการแสดงผลที่แตกต่างกัน

สถานะทางกฎหมายของ PNG มีส่วนทำให้ได้รับการยอมรับและนำไปใช้อย่างกว้างขวาง เนื่องจากไม่มีสิทธิบัตร PNG จึงหลีกเลี่ยงความซับซ้อนทางกฎหมายและค่าธรรมเนียมการอนุญาตที่เกี่ยวข้องกับรูปแบบภาพอื่นๆ สิ่งนี้ทำให้เป็นที่น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับโครงการและแอปพลิเคชันโอเพนซอร์สที่ต้นทุนและอิสรภาพทางกฎหมายเป็นสิ่งสำคัญ รูปแบบนี้ได้รับการสนับสนุนจากซอฟต์แวร์ที่หลากหลาย รวมถึงเว็บเบราว์เซอร์ โปรแกรมแก้ไขภาพ และระบบปฏิบัติการ ซึ่งช่วยให้สามารถรวมเข้ากับเวิร์กโฟลว์ดิจิทัลต่างๆ ได้

การเข้าถึงและความเข้ากันได้ยังเป็นจุดแข็งหลักของรูปแบบ PNG ด้วยการรองรับสีตั้งแต่ขาวดำไปจนถึงสีจริงพร้อมความโปร่งใสของอัลฟา ไฟล์ PNG จึงสามารถใช้ในแอปพลิเคชันที่หลากหลาย ตั้งแต่กราฟิกเว็บแบบง่ายๆ ไปจนถึงวัสดุสิ่งพิมพ์คุณภาพสูง ความสามารถในการทำงานร่วมกันได้บนแพลตฟอร์มและซอฟต์แวร์ต่างๆ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าภาพที่บันทึกในรูปแบบ PNG สามารถแชร์และดูได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับปัญหาความเข้ากันได้

ความก้าวหน้าทางเทคนิคและการมีส่วนร่วมของชุมชนยังคงช่วยยกระดับรูปแบบ PNG นวัตกรรมต่างๆ เช่น APNG (Animated Portable Network Graphics) แนะนำการรองรับภาพเคลื่อนไหวในขณะที่ยังคงความเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับโปรแกรมดู PNG มาตรฐาน วิวัฒนาการนี้สะท้อนให้เห็นถึงความสามารถในการปรับตัวของรูปแบบและความพยายามของชุมชนที่กระตือรือ