将 JPG 转换为 PNG

JPEG 2000 多层 (JPM) 格式是 JPEG 2000 标准的扩展，JPEG 2000 标准是一种图像压缩标准和编码系统。它由联合图像专家组委员会于 2000 年创建，目的是取代原始 JPEG 标准。JPEG 2000 以其高压缩效率和处理各种图像类型（包括灰度、彩色和多组件图像）的能力而闻名。JPM 格式专门扩展了 JPEG 2000 的功能，以支持复合文档，其中可以包含文本、图形和图像的混合。

JPM 在 JPEG 2000 套件（ISO/IEC 15444-6）的第 6 部分中定义，它旨在将多个图像和相关数据封装到一个文件中。这使其特别适用于需要将不同类型的内容存储在一起的应用程序，例如文档成像、医学成像和技术成像。JPM 格式允许在文档中高效存储页面，每个页面都可以包含具有不同特征的多个图像区域，以及非图像数据，例如注释或元数据。

JPM 的一个关键特性是它使用了 JPEG 2000 代码流 (JPX)，它是基本 JPEG 2000 代码流 (JP2) 的扩展版本。JPX 支持更广泛的色彩空间、更复杂的元数据和更高的位深度。在 JPM 文件中，每个图像或“层”都存储为一个单独的 JPX 代码流。这允许根据每个层的特征对其进行压缩，这可以带来更有效的压缩和更高的质量结果，特别是对于具有不同内容类型的复合文档。

JPM 文件的结构是分层的，由一系列盒子组成。盒子是一个自包含的单元，包括一个头和数据。头指定盒子的类型和长度，而数据包含实际内容。JPM 文件中的顶级盒子是签名盒子，它将文件标识为 JPEG 2000 系列文件。在签名框之后，还有文件类型框、头框和内容框等。头框包含有关文件的信息，例如页数和每页的属性，而内容框包含图像数据和任何关联的非图像数据。

在压缩方面，JPM 文件可以使用无损和有损压缩方法。无损压缩确保可以从压缩数据中完美重建原始图像数据，这对于图像完整性至关重要的应用程序（例如医学成像）至关重要。另一方面，有损压缩通过丢弃一些图像数据来允许更小的文件大小，这在不需要完美保真度的情况下是可以接受的。

JPM 还支持“渐进解码”的概念，这意味着可以在下载或处理全分辨率图像时显示图像的低分辨率版本。这对于大图像或慢速网络连接特别有用，因为它允许用户快速预览，而无需等待整个文件可用。

JPM 的另一个重要方面是对元数据的支持。JPM 文件中的元数据可以包括有关文档的信息，例如作者、标题和关键字，以及有关每个图像的信息，例如拍摄日期、相机设置和地理位置。此元数据可以存储为 XML 格式，使其易于访问和修改。此外，JPM 支持包含 ICC 配置文件，该配置文件定义图像的色彩空间，确保在不同设备上准确地再现色彩。

JPM 文件还能够存储图像的多个版本，每个版本具有不同的分辨率或质量设置。此功能称为“多层”，它允许更有效的存储和传输，因为可以根据应用程序的特定需求或可用带宽选择图像的适当版本。

安全性是 JPM 提供强大功能的另一个领域。该格式支持包含数字签名和加密，可用于验证文档的真实性并保护敏感信息。这在法律和医疗文件管理等领域尤为重要，在这些领域，文件的完整性和机密性至关重要。

尽管有许多优点，但 JPM 格式并未得到广泛采用，尤其是在消费市场。这部分是由于格式的复杂性和处理 JPM 文件所需的计算资源。此外，包括 JPM 在内的 JPEG 2000 系列标准一直受到专利许可问题的影响，与通常不受专利约束的原始 JPEG 标准相比，这阻碍了它的采用。

对于使用 JPM 文件的软件开发人员和工程师，有几个库和工具可用于支持该格式。其中包括 OpenJPEG 库，这是一个开源 JPEG 2000 编解码器，以及来自各种成像软件公司的商业产品。在使用 JPM 文件时，开发人员必须熟悉 JPEG 2000 代码流语法，以及处理复合文档和元数据的特定要求。

总之，JPM 图像格式是 JPEG 2000 标准的强大扩展，它提供了一系列适合存储和管理复合文档的功能。它对多个图像层、渐进解码、元数据、多层和安全功能的支持使其成为图像质量和文档完整性至关重要的专业和技术应用程序的理想选择。虽然它可能不像其他图像格式那样常用，但其专业功能确保它仍然是文档成像和医学成像等领域的重要工具。

PNG00 图像格式表示更广泛的可移植网络图形 (PNG) 格式的一个特定子集，旨在促进光栅图像的无损、良好压缩存储。它作为 GIF 的改进和优化而开发，并因其多功能特性而变得流行。与支持广泛色彩深度和附加功能的通用 PNG 不同，PNG00 专门指针对特定条件进行优化的格式，专注于实现高效压缩和与旧系统的兼容性，同时不牺牲原始图像数据的完整性。

PNG 格式（包括 PNG00）的核心使用一种无损的压缩方法。这意味着，与 JPEG 或其他有损格式不同，当图像压缩为 PNG00 格式时，不会损失质量，并且可以完美恢复所有原始图像信息。这对于图像完整性至关重要的应用程序尤为重要，例如桌面出版、数字艺术和某些清晰度和精度至关重要的 Web 图形。

PNG00 文件的结构与所有 PNG 文件一样，都是基于块的。PNG 文件由多个块组成，每个块都有一个不同的用途。除了图像数据本身之外，这些块还可以包括元数据，例如图像的色彩空间、伽马和文本注释。每个 PNG 文件中的关键块是头块 (IHDR)，它概述了图像的大小和色彩深度；索引图像的调色板块 (PLTE)；图像数据块 (IDAT)，它包含实际的压缩图像数据；以及结束块 (IEND)，它表示文件的结束。

PNG00（以及 PNG 整体）中的压缩是通过过滤和 DEFLATE 算法的组合来实现的。过滤是一个预处理步骤，它通过降低图像信息的复杂性来为更有效的压缩准备图像数据。有几种可用的过滤方法，PNG 使用一种基于相邻像素的颜色预测像素颜色的过滤方法，从而减少了需要压缩的信息量。在过滤之后，DEFLATE 压缩算法（LZ77 和 Huffman 编码的变体）被应用于无损地显著压缩图像数据。

PNG 格式（包括 PNG00）的一个显着特征是对 alpha 通道的支持，允许图像中具有不同级别的透明度。此功能在 Web 设计和软件开发中特别有用，其中需要将图像叠加在不同的背景上。与仅支持完全透明或完全不透明像素的 GIF 等格式不同，PNG 对 8 位透明度的支持允许从完全透明到完全不透明的 256 级不透明度，从而能够创建平滑的过渡和效果。

PNG（以及扩展 PNG00）中的色彩管理通过包含 ICC 配置文件块或 sRGB 块来处理，这些块指定图像中的颜色应如何由不同设备解释。这确保了无论在何种设备上查看图像，颜色都能尽可能准确地显示。这在数字摄影和 Web 设计等领域至关重要，在这些领域中，不同设备之间的颜色一致性至关重要。

PNG00 与广泛的平台和设备的兼容性是其主要优势之一。鉴于其无损压缩、对透明度的支持和色彩管理功能，它在现代 Web 浏览器、图像编辑软件和操作系统中得到广泛支持。这种通用兼容性确保了以 PNG00 格式保存的图像可以在各种上下文中可靠地查看和编辑，而无需转换或特殊插件。

尽管有这些优点，PNG00 格式确实有其局限性。最显着的是文件大小。由于它使用无损压缩，因此 PNG00 文件通常比使用有损压缩的 JPEG 文件更大。对于快速加载时间至关重要的 Web 应用程序来说，这可能是一个重大的缺点。在这些情况下，开发人员必须仔细平衡图像质量和效率的需求，通常采用图像精灵或选择较低的色彩深度以尽可能减小文件大小等技术。

与 JPEG 等更简单的格式相比，PNG00 的另一个挑战在于其复杂性。PNG 中丰富的功能和选项集，包括各种块类型、压缩设置和色彩管理，对于不熟悉该格式的人来说，可能使其更难使用。如果未配备适当的工具和专业知识，这种复杂性会导致 PNG00 文件的管理和分发效率低下和错误。

此外，虽然 PNG00 提供了比 GIF 更好的 alpha 透明度和压缩等好处，但它不太适合非常简单的图形或具有大面积均匀颜色的图像。在这些情况下，GIF 甚至更新的 WebP 等格式可能会提供更有效的压缩，而不会明显降低质量。然而，随着 Web 技术的发展和带宽限制的减少，图像质量和文件大小之间的平衡变得更容易管理，巩固了 PNG00 在数字图像存储和处理中的地位。

除了标准功能之外，还可以对 PNG00 文件执行一些优化以提高其效率。操作 PNG 文件的工具和库通常提供选项来删除辅助块、优化索引图像的调色板或调整过滤策略以更好地适应特定的图像内容。这些优化可以在保持 PNG00 格式的质量和兼容性的同时，显著减小文件大小。

PNG00 文件的创建和编辑需要了解这些优化和 PNG 格式的基本原理。许多图像编辑软件包支持 PNG，并为用户提供选项来调整压缩级别、选择特定的颜色格式（例如真彩色、灰度或索引颜色）和管理透明度设置。对于 Web 开发人员和图形设计师来说，这些工具对于生成满足其项目精确要求的图像至关重要，同时优化性能和兼容性。

展望未来，PNG 格式（包括 PNG00）仍在不断发展。随着 Web 标准的进步和新图像格式的出现，PNG 格式正在被扩展和调整以应对新的挑战。正在进行的努力包括添加新的块类型以获得更好的元数据支持或增强压缩算法以实现更小的文件大小。这些发展确保了 PNG 仍然是一种相关且强大的格式，用于在各种上下文中存储和传输数字图像。

总之，PNG00 图像格式提供了一种稳健的解决方案，用于以无损格式存储图像，并支持透明度和色彩管理。它在质量和兼容性之间取得了平衡，使其适用于广泛的应用程序。然而，它确实在文件大小和复杂性方面面临挑战，用户必须仔细应对这些挑战。随着持续的发展和优化，PNG00 和更广泛的 PNG 格式继续在数字成像领域发挥关键作用，提供了解决 Web 开发人员、图形设计师和数字艺术家不断变化的需求的解决方案。