Как читается файл jpg

Обновлено: 06.07.2024

Файл с расширением JPG или JPEG является файлом изображения. Причина, по которой некоторые файлы JPEG-изображений используют JPG-расширение, а другие – JPEG, объясняется ниже, но независимо от расширения, оба файла имеют один формат.

JPG файлы широко используются, потому что их алгоритм сжатия значительно уменьшает размер файла, что делает его идеальным для совместного использования, хранения и отображения на веб-сайтах. Однако, это сжатие JPEG также снижает качество изображения, что может быть заметно, если оно сильно сжато.

Некоторые файлы JPEG-изображений используют .Jpe расширение, но это не очень распространено. JFIF – это файлы формата обмена файлами JPEG, которые также используют сжатие JPEG, но не так популярны, как файлы JPG.

Как открыть файл JPG/JPEG

JPG-файлы поддерживаются всеми просмотрщиками и редакторами изображений. Это самый распространенный формат изображения.

Вы можете открыть файлы JPG с помощью веб-браузера, например Chrome или Edge (перетащите локальные файлы JPG в окно браузера) или встроенные программы Microsoft, такие как Paint, Microsoft Windows Photos и Microsoft Windows Photo Viewer. Если вы находитесь на компьютере Mac, Apple Preview и Apple Photos могут открыть файл JPG.

Adobe Photoshop, GIMP и практически любая другая программа, которая просматривает изображения, в том числе онлайн-сервисы, такие как Google Drive, также поддерживают JPG-файлы.

Некоторые программы не распознают изображение как файл JPEG Image, если только оно не имеет соответствующего расширения файла, который ищет программа. Например, некоторые редакторы изображений и средства просмотра будут открывать только .JPG файлы и не поймут, что .JPEG – то же самое. В этих случаях вы можете просто переименовать файл, чтобы получить расширение файла, которое понимает программа.

Некоторые форматы файлов используют расширения файлов, которые выглядят как .JPG файлы, но на самом деле не связаны. Примеры включают JPR (JBuilder Project или Fugawi Projection), JPS (Stereo JPEG Image или Akeeba Backup Archive) и JPGW (JPEG World).

Как конвертировать файл JPG / JPEG

Существует два основных способа конвертировать файлы JPG. Вы можете использовать вьювер/редактор изображений, чтобы сохранить его в новом формате (при условии, что функция поддерживается) или добавить файл JPG в программу преобразования изображений.

Например, FileZigZag является онлайн конвертером JPG, который может сохранить файл в ряде других форматов, включая PNG, TIF / TIFF, GIF, BMP, DPX, TGA, PCX и YUV.

Вы даже можете конвертировать файлы JPG в формат MS Word, такой как DOCX или DOC с Zamzar, который похож на FileZigZag в том, что он преобразует файл JPG в режиме онлайн. Он также сохраняет JPG в ICO, PS, PDF и WEBP, среди других форматов.

Если вы просто хотите вставить файл JPG в документ Word, вам не нужно конвертировать файл в формат MS Word. Вместо этого используйте встроенное меню Word: Вставить → Картинка, чтобы подключить JPG непосредственно к документу, даже если у вас уже есть текст.

Откройте файл JPG в Microsoft Paint и используйте меню Файл → Сохранить как, чтобы преобразовать его в BMP, DIB, PNG, TIFF и т.д. Другие средства просмотра и редакторы JPG, упомянутые выше, поддерживают аналогичные параметры меню и форматы выходных файлов.

Несмотря на название, веб-сайт Online PNG to SVG Converter также умеет преобразовывать файлы JPG в формат изображения SVG (vector).

Если у вас есть файл PDF и вы хотите сделать из него JPG/JPEG, попробуйте PDF.io

Чем отличается JPG от JPEG

Интересно, какая разница между JPEG и JPG? Форматы файлов идентичны, но в одном из расширений есть дополнительная буква. На самом деле. это единственная разница.

JPG и JPEG представляют собой формат изображения, поддерживаемый совместной группой экспертов по фотографии, и имеют одинаковое значение. Причина различных расширений файлов связана с ранними версиями Windows, не принимавших «длинное» расширение.

Ситуация похожа на HTM и HTML, когда формат JPEG был впервые введен, официальным расширением файла был JPEG (с четырьмя буквами). Однако, Windows в то время требовала, чтобы все расширения файлов не превышали трёх букв, вот почему .JPG использовался для того же самого формата. Компьютеры Mac, однако, уже тогда не имели такого ограничения.

Произошло то, что оба расширения файлов использовались в обеих системах, а затем Windows изменила свои требования, чтобы принять более длинные расширения файлов, но JPG всё ещё используется. Поэтому файлы JPG и JPEG распространяются и продолжают создаваться.

В то время как оба расширения файлов существуют, форматы точно такие же, и любой из них может быть переименован в другой без потери качества и функциональности.

Авария дня. В Свердловской области вылетевший на остановку автомобиль сбил женщину

Может ли стрела выпущенная из классического лука пробить современный кевларовый бронежилет?

Муфтий Москвы предлагает построить мусульманский центр в каждом районе

Автомобиль Барби в натуральную величину: на самом деле это электрический Fiat

Вы видели, сколько стоят новые авто? Реакция соцсетей на действия дилеров

Кто ж его унизит, он же памятник! В украинском Днепре из памятника Ленину сделали писсуар

Зачем же своих родственников коптить? Малоизвестные факты о народах

Зачем европейские мужчины в XVIII веке носили огромные парики и пудрили лицо?

Ожидание и реальность: разоружение преступника по уроку самообороны

Королева, которую, кажется, не любил никто: Бона Сфорца

В Башкирии пытаются продать арестованное семя быков

Полиция в Москве организовала массовый арест мигрантов

"Считаю свое поведение недопустимым": Михаил Леонтьев извинился за сравнение россиян со стадом.

Чем можно объяснить тягу к молоку у взрослого человека?

Шикарные туалеты для грязных делишек лордов - подтирка из мха и настоящий смыв

14 невыносимых жлобов, которые даже за копейку готовы развязать настоящую войну

Не выдержал напряжения: у депутата Рады задымился пульт для голосования

Ослепляющий камуфляж: психоделическая маскировка военных кораблей, 1917-1918 гг

История, рекорды и космос: интересные факты о бумажных самолетах

Не самое удачное место для высадки ребенка у школы

"Приходи один, мы тоже одни придем": в драке из-за девушки подростка-инвалида избила толпа.

Попытка изобрести полноценный «автопилот» при помощи бутылки закончилась аварией

15 тортов от горе-кондитеров, и 15 - от мастеров своего дела

Концерт ценою в 10 жизней и 750 миллионов долларов

Девушка получила травмы из-за своей смартфонной зависимости

Porsche так и не построил 959 Speedster, поэтому компания из Майами решила сама сделать такой.

Вам когда-нибудь хотелось узнать как устроен jpg-файл? Сейчас разберемся! Прогревайте ваш любимый компилятор и hex-редактор, будем декодировать это:

Специально взял рисунок поменьше. Это знакомый, но сильно пережатый favicon Гугла:

Последующее описание упрощено, и приведенная информация не полная, но зато потом будет легко понять спецификацию.

Даже не зная, как происходит кодирование, мы уже можем кое-что извлечь из файла.

[FF D8] — маркер начала. Он всегда находится в начале всех jpg-файлов.

Следом идут байты [FF FE]. Это маркер, означающий начало секции с комментарием. Следующие 2 байта [00 04] — длина секции (включая эти 2 байта). Значит в следующих двух [3A 29] — сам комментарий. Это коды символов ":" и ")", т.е. обычного смайлика. Вы можете увидеть его в первой строке правой части hex-редактора.

Немного теории

Обычно изображение преобразуется из цветового пространства RGB в YCbCr.
Часто каналы Cb и Cr прореживают, то есть блоку пикселей присваивается усредненное значение. Например, после прореживания в 2 раза по вертикали и горизонтали, пиксели будут иметь такое соответствие:

Затем значения каналов разбиваются на блоки 8x8 (все видели эти квадратики на слишком сжатом изображении).
Каждый блок подвергается дискретно-косинусному преобразованию (ДКП), являющемся разновидностью дискретного преобразования Фурье. Получим матрицу коэффициетов 8x8. Причем левый верхний коэффициент называется DC-коффициентом (он самый важный и является усредненным значением всех значений), а оставшиеся 63 — AC-коэффициентами.
Получившиеся коэффициенты квантуются, т.е. каждый умножается на коэффициент матрицы квантования (каждый кодировщик обычно использует свою матрицу квантования).
Затем они кодируются кодами Хаффмана.

Закодированные данные располагаются поочередно, небольшими частями:

Каждый блок Y_ij, Cb_ij, Cr_ij — это матрица коэффициентов ДКП (так же 8x8), закодированная кодами Хаффмана. В файле они располагаются в таком порядке: Y₀₀Y₁₀Y₀₁Y₁₁Cb₀₀Cr₀₀Y₂₀.

Чтение файла

Файл поделен на секторы, предваряемые маркерами. Маркеры имеют длину 2 байта, причем первый байт [FF]. Почти все секторы хранят свою длину в следующих 2 байта после маркера. Для удобства подсветим маркеры:

Маркер [FF DB]: DQT — таблица квантования

[00 43] Длина: 0x43 = 67 байт
[0_] Длина значений в таблице: 0 (0 — 1 байт, 1 — 2 байта)
[_0] Идентификатор таблицы: 0

Оставшимися 64-мя байтами нужно заполнить таблицу 8x8.

Приглядитесь, в каком порядке заполнены значения таблицы. Этот порядок называется zigzag order:

Маркер [FF C0]: SOF0 — Baseline DCT

Этот маркер называется SOF0, и означает, что изображение закодировано базовым методом. Он очень распространен. Но в интернете не менее популярен знакомый вам progressive-метод, когда сначала загружается изображение с низким разрешением, а потом и нормальная картинка. Это позволяет понять что там изображено, не дожидаясь полной загрузки. Спецификация определяет еще несколько, как мне кажется, не очень распространенных методов.

[00 11] Длина: 17 байт.
[08] Precision: 8 бит. В базовом методе всегда 8. Это разрядность значений каналов.
[00 10] Высота рисунка: 0x10 = 16
[00 10] Ширина рисунка: 0x10 = 16
[03] Количество каналов: 3. Чаще всего это Y, Cb, Cr или R, G, B

[01] Идентификатор: 1
[2_] Горизонтальное прореживание (H1): 2
[_2] Вертикальное прореживание (V1): 2
[00] Идентификатор таблицы квантования: 0

[02] Идентификатор: 2
[1_] Горизонтальное прореживание (H2): 1
[_1] Вертикальное прореживание (V2): 1
[01] Идентификатор таблицы квантования: 1

[03] Идентификатор: 3
[1_] Горизонтальное прореживание (H3): 1
[_1] Вертикальное прореживание (V3): 1
[01] Идентификатор таблицы квантования: 1

Находим H_max=2 и V_max=2. Канал i будет прорежен в H_max/H_i раз по горизонтали и V_max/V_i раз по вертикали.

Маркер [FF C4]: DHT (таблица Хаффмана)

Эта секция хранит коды и значения, полученные кодированием Хаффмана.

[00 15] Длина: 21 байт
[0_] Класс: 0 (0 — таблица DC коэффициентов, 1 — таблица AC коэффициентов).
[_0] Идентификатор таблицы: 0

Следующие 16 значений:

Количество кодов означает количество кодов такой длины. Обратите внимание, что секция хранит только длины кодов, а не сами коды. Мы должны найти коды сами. Итак, у нас есть один код длины 1 и один — длины 2. Итого 2 кода, больше кодов в этой таблице нет.
С каждым кодом сопоставлено значение, в файле они перечислены следом. Значения однобайтовые, поэтому читаем 2 байта:

Далее в файле можно видеть еще 3 маркера [FF C4], я пропущу разбор соответствующих секций, он аналогичен вышеприведенному.

Построение дерева кодов Хаффмана

Мы должны построить бинарное дерево по таблице, которую мы получили в секции DHT. А уже по этому дереву мы узнаем каждый код. Значения добавляем в том порядке, в каком указаны в таблице. Алгоритм прост: в каком бы узле мы ни находились, всегда пытаемся добавить значение в левую ветвь. А если она занята, то в правую. А если и там нет места, то возвращаемся на уровень выше, и пробуем оттуда. Остановиться нужно на уровне равном длине кода. Левым ветвям соответствует значение 0, правым — 1.

Деревья для всех таблиц этого примера:

В кружках — значения кодов, под кружками — сами коды (поясню, что мы получили их, пройдя путь от вершины до каждого узла). Именно такими кодами закодировано само содержимое рисунка.

Маркер [FF DA]: SOS (Start of Scan)

Байт [DA] в маркере означает — «ДА! Наконец-то то мы перешли к финальной секции!». Однако секция символично называется SOS.

[00 0C] Длина: 12 байт.
[03] Количество каналов. У нас 3, по одному на Y, Cb, Cr.

[01] Идентификатор канала: 1 (Y)
[0_] Идентификатор таблицы Хаффмана для DC коэффициентов: 0
[_0] Идентификатор таблицы Хаффмана для AC коэффициентов: 0

[02] Идентификатор канала: 2 (Cb)
[1_] Идентификатор таблицы Хаффмана для DC коэффициентов: 1
[_1] Идентификатор таблицы Хаффмана для AC коэффициентов: 1

[03] Идентификатор канала: 3 (Cr)
[1_] Идентификатор таблицы Хаффмана для DC коэффициентов: 1
[_1] Идентификатор таблицы Хаффмана для AC коэффициентов: 1

[00], [3F], [00] — Start of spectral or predictor selection, End of spectral selection, Successive approximation bit position. Эти значения используются только для прогрессивного режима, что выходит за рамки статьи.

Отсюда и до конца (маркера [FF D9]) закодированные данные.

Закодированные данные

Последующие значения нужно рассматривать как битовый поток. Первых 33 бит будет достаточно, чтобы построить первую таблицу коэффициентов:

Нахождение DC-коэффициента

1) Читаем последовательность битов (если встретим 2 байта [FF 00], то это не маркер, а просто байт [FF]). После каждого бита сдвигаемся по дереву Хаффмана (с соответствующим идентификатором) по ветви 0 или 1, в зависимости от прочитанного бита. Останавливаемся, если оказались в конечном узле.

2) Берем значение узла. Если оно равно 0, то коэффициент равен 0, записываем в таблицу и переходим к чтению других коэффициентов. В нашем случае — 02. Это значение — длина коэффициента в битах. Т. е. читаем следующие 2 бита, это и будет коэффициент:

3) Если первая цифра значения в двоичном представлении — 1, то оставляем как есть: DC = <значение> . Иначе преобразуем: DC = <значение>-2^<длина значения>+1 . Записываем коэффициент в таблицу в начало зигзага — левый верхний угол.

Нахождение AC-коэффициентов

1) Аналогичен п. 1, нахождения DC коэффициента. Продолжаем читать последовательность:

2) Берем значение узла. Если оно равно 0, это означает, что оставшиеся значения матрицы нужно заполнить нулями. Дальше закодирована уже следующая матрица. В нашем случае значение узла: 0x31.

Первый полубайт: 0x3 — именно столько нулей мы должны добавить в матрицу. Это 3 нулевых коэффициента.
Второй полубайт: 0x1 — длина коэффициента в битах. Читаем следующий бит.

Читать AC-коэффициенты нужно пока не наткнемся на нулевое значение кода, либо пока не заполнится матрица.
В нашем случае мы получим:

Вы заметили, что значения заполнены в том же зигзагообразном порядке? Причина использования такого порядка простая — так как чем больше значения v и u, тем меньшей значимостью обладает коэффициент Svu в дискретно-косинусном преобразовании. Поэтому, при высоких степенях сжатия малозначащие коэффициенты обнуляют, тем самым уменьшая размер файла.

Аналогично получаем еще 3 матрицы Y-канала…

DC для 2-ой: 2 + (-4) = -2
DC для 3-ой: -2 + 5 = 3
DC для 4-ой: 3 + (-4) = -1

Теперь порядок. Это правило действует до конца файла.

… и по матрице для Cb и Cr:

Вычисления

Квантование

Вы помните, что матрица проходит этап квантования? Элементы матрицы нужно почленно перемножить с элементами матрицы квантования. Осталось выбрать нужную. Сначала мы просканировали первый канал. Он использует матрицу квантования 0 (у нас она первая из двух). Итак, после перемножения получаем 4 матрицы Y-канала:

… и по матрице для Cb и Cr.

Обратное дискретно-косинусное преобразование

Формула не должна доставить сложностей. S_vu — наша полученная матрица коэффициентов. u — столбец, v — строка. C_x = 1/√2 для x = 0, а в остальных случаях = 1. s_yx — непосредственно значения каналов.

Приведу результат вычисления только первой матрицы канала Y (после обязательного округления):

Ко всем полученным значениям нужно прибавить по 128, а затем ограничить их диапазон от 0 до 255:

Например: 138 → 266 → 255, 92 → 220 → 220 и т. д.

YCbCr в RGB

4 матрицы Y, и по одной Cb и Cr, так как мы прореживали каналы и 4 пикселям Y соответствует по одному Cb и Cr. Поэтому вычислять так: YCbCrToRGB(Y[y,x], Cb[y/2, x/2], Cr[y/2, x/2]):

Вот полученные таблицы для каналов R, G, B для левого верхнего квадрата 8x8 нашего примера:

Конец

Вообще я не специалист по JPEG, поэтому вряд ли смогу ответить на все вопросы. Просто когда я писал свой декодер, мне часто приходилось сталкиваться с различными непонятными проблемами. И когда изображение выводилось некорректно, я не знал где допустил ошибку. Может неправильно проинтерпретировал биты, а может неправильно использовал ДКП. Очень не хватало пошагового примера, поэтому, надеюсь, эта статья поможет при написании декодера. Думаю, она покрывает описание базового метода, но все-равно нельзя обойтись только ей. Предлагаю вам ссылки, которые помогли мне:

который поможет получить напечатанный текст из PDF документов и фотографий

Принцип работы ресурса

Отсканируйте или сфотографируйте текст для распознавания

Загрузите файл

Выберите язык содержимого текста в файле

После обработки файла, получите результат * длительность обработки файла может составлять до 60 секунд

Форматы файлов
Изображения: jpg, jpeg, png
Мульти-страничные документы: pdf

Сохранение результатов
Чистый текст (txt)
Adobe Acrobat (pdf)
Microsoft Word (docx)
OpenOffice (odf)

Наши преимущества

Легкий и удобный интерфейс
Мультиязычность
Сайт переведен на 9 языков
Быстрое распознавание текста
Неограниченное количество запросов
Отсутствие регистрации

Защита данных. Данные между серверами передаются по SSL + автоматически будут удалены
Поддержка 35+ языков распознавания текста
Использование движка Tesseract OCR
Распознавание области изображения (в разработке)
Обработано более чем 23.1M+ запросов

Основные возможности

Распознавание отсканированных файлов и фотографий, которые содержат текст

Форматирование бумажных и PDF-документов в редактируемые форматы

Приветствуем студентов, офисных работников или большой библиотеки!

У Вас есть учебник или любой журнал, текст из которого необходимо получить, но нет времени чтобы напечатать текст?

Наш сервис поможет сделать перевод текста с фото. После получения результата, Вы сможете загрузить текст для перевода в Google Translate, конвертировать в PDF-файл или сохранить его в Word формате.

OCR или Оптическое Распознавание Текста никогда еще не было таким простым. Все, что Вам необходимо, это отсканировать или сфотографировать текст, далее выбрать файл и загрузить его на наш сервис по распознаванию текста. Если изображение с текстом было достаточно точным, то Вы получите распознанный и читабельный текст.

Сервис не поддерживает тексты написаны от руки.

Поддерживаемые языки:
Русский, Українська, English, Arabic, Azerbaijani, Azerbaijani - Cyrillic, Belarusian, Bengali, Tibetan, Bosnian, Bulgarian, Catalan; Valencian, Cebuano, Czech, Chinese - Simplified, Chinese - Traditional, Cherokee, Welsh, Danish, Deutsch, Greek, Esperanto, Estonian, Basque, Persian, Finnish, French, German Fraktur, Irish, Gujarati, Haitian; Haitian Creole, Hebrew, Croatian, Hungarian, Indonesian, Icelandic, Italiano, Javanese, Japanese, Georgian, Georgian - Old, Kazakh, Kirghiz; Kyrgyz, Korean, Latin, Latvian, Lithuanian, Dutch; Flemish, Norwegian, Polish Język polski, Portuguese, Romanian; Moldavian, Slovakian, Slovenian, Spanish; Castilian, Spanish; Castilian - Old, Serbian, Swedish, Syriac, Tajik, Thai, Turkish, Uzbek, Uzbek - Cyrillic, Vietnamese

Читайте также: