किसी भी JPE के EXIF मेटाडाटा देखें

JPEG, जो 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-बंद 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 फ़ाइल स्वरूप के मूल में है, जिसे औपचारिक रूप से JPEG इंटरचेंज प्रारूप (JIF) के रूप में जाना जाता है। हालाँकि, 'JPEG' शब्द का उपयोग अक्सर उस फ़ाइल स्वरूप को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जिसे वास्तव में JPEG फ़ाइल इंटरचेंज प्रारूप (JFIF) के रूप में मानकीकृत किया गया है।

JPEG प्रारूप विभिन्न रंग स्थानों का समर्थन करता है, लेकिन डिजिटल फोटोग्राफी और वेब ग्राफिक्स में उपयोग किया जाने वाला सबसे आम रंग 24-बिट रंग है, जिसमें लाल, हरे और नीले (RGB) घटकों के लिए प्रत्येक में 8 बिट शामिल हैं। यह 16 मिलियन से अधिक विभिन्न रंगों की अनुमति देता है, जो अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त समृद्ध और जीवंत छवि गुणवत्ता प्रदान करता है। JPEG फ़ाइलें ग्रे-स्केल छवियों और YCbCr जैसे रंग स्थानों का भी समर्थन कर सकती हैं, जो अक्सर वीडियो संपीड़न में उपयोग किया जाता है।

JPEG संपीड़न एल्गोरिथ्म असतत कोसाइन ट्रांसफॉर्म (DCT) पर आधारित है, जो एक प्रकार का फूरियर ट्रांसफॉर्म है। DCT को छवि के छोटे ब्लॉकों पर लागू किया जाता है, आमतौर पर 8x8 पिक्सेल, स्थानिक डोमेन डेटा को आवृत्ति डोमेन डेटा में बदल देता है। यह प्रक्रिया लाभप्रद है क्योंकि यह छवि की ऊर्जा को कुछ कम-आवृत्ति घटकों में केंद्रित करता है, जो छवि की समग्र उपस्थिति के लिए अधिक महत्वपूर्ण हैं, जबकि उच्च-आवृत्ति घटक, जो ठीक विवरण में योगदान करते हैं और कथित गुणवत्ता पर कम प्रभाव के साथ त्याग दिए जा सकते हैं, कम हो जाते हैं।

DCT लागू होने के बाद, परिणामी गुणांक क्वांटिज़्ड होते हैं। क्वांटिज़ेशन इनपुट मानों के एक बड़े सेट को एक छोटे सेट में मैप करने की प्रक्रिया है, जो DCT गुणांक की सटीकता को प्रभावी ढंग से कम करता है। यहीं से JPEG का हानिपूर्ण पहलू सामने आता है। क्वांटिज़ेशन की डिग्री एक क्वांटिज़ेशन टेबल द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसे छवि गुणवत्ता और संपीड़न अनुपात को संतुलित करने के लिए समायोजित किया जा सकता है। क्वांटिज़ेशन के उच्च स्तर के परिणामस्वरूप उच्च संपीड़न और निम्न छवि गुणवत्ता होती है, जबकि क्वांटिज़ेशन के निम्न स्तर के परिणामस्वरूप निम्न संपीड़न और उच्च छवि गुणवत्ता होती है।

एक बार गुणांक क्वांटिज़्ड हो जाते हैं, तो उन्हें एक ज़िगज़ैग क्रम में क्रमबद्ध किया जाता है, जो ऊपरी-बाएँ कोने से शुरू होता है और 8x8 ब्लॉक के माध्यम से एक ज़िगज़ैग पैटर्न का अनुसरण करता है। यह चरण ब्लॉक की शुरुआत में कम-आवृत्ति गुणांक और अंत की ओर उच्च-आवृत्ति गुणांक रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। चूंकि क्वांटिज़ेशन के बाद कई उच्च-आवृत्ति गुणांक शून्य या शून्य के निकट होने की संभावना है, इसलिए यह क्रम समान मानों को एक साथ समूहित करके डेटा को और अधिक संपीड़ित करने में मदद करता है।

JPEG संपीड़न प्रक्रिया में अगला चरण 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-बार आने वाले मानों को छोटे कोड और कम बार-बार आने वाले मानों को लंबे कोड असाइन करके काम करता है। क्योंकि क्वांटिज़्ड DCT गुणांक इस तरह से क्रमबद्ध होते हैं कि शून्य और कम-आवृत्ति मानों को समूहित किया जाता है, हफ़मैन कोडिंग डेटा के आकार को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है।

JPEG फ़ाइल स्वरूप फ़ाइल के भीतर मेटाडेटा को संग्रहीत करने की भी अनुमति देता है, जैसे कि Exif डेटा जिसमें कैमरा सेटिंग्स, कैप्चर की तिथि और समय और अन्य प्रासंगिक विवरणों के बारे में जानकारी शामिल होती है। यह मेटाडेटा JPEG फ़ाइल के एप्लिकेशन-विशिष्ट खंडों में संग्रहीत किया जाता है, जिसे छवि जानकारी को प्रदर्शित करने या संसाधित करने के लिए विभिन्न सॉफ़्टवेयर द्वारा पढ़ा जा सकता है।

JPEG प्रारूप की प्रमुख विशेषताओं में से एक प्रगतिशील एन्कोडिंग के लिए इसका समर्थन है। एक प्रगतिशील JPEG में, छवि को बढ़ते विवरण के कई पास में एन्कोड किया जाता है। इसका मतलब यह है कि भले ही छवि पूरी तरह से डाउनलोड नहीं हुई हो, फिर भी पूरी छवि का एक मोटा संस्करण प्रदर्शित किया जा सकता है, जो अधिक डेटा प्राप्त होने पर गुणवत्ता में धीरे-धीरे सुधार करता है। यह वेब छवियों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है, जिससे उपयोगकर्ताओं को पूरी फ़ाइल के डाउनलोड होने की प्रतीक्षा किए बिना छवि सामग्री का अंदाजा लगाने की अनुमति मिलती है।

अपने व्यापक उपयोग और कई लाभों के बावजूद, JPEG प्रारूप की कुछ सीमाएँ हैं। सबसे महत्वपूर्ण में से एक कलाकृतियों का मुद्दा है, जो विकृतियाँ या दृश्य विसंगतियाँ हैं जो हानिपूर्ण संपीड़न के परिणामस्वरूप हो सकती हैं। इन कलाकृतियों में किनारों के चारों ओर धुंधलापन, ब्लॉकनेस और 'रिंगिंग' शामिल हो सकते हैं। कलाकृतियों की दृश्यता संपीड़न के स्तर और छवि की सामग्री से प्रभावित होती है। चिकनी ढाल या सूक्ष्म रंग परिवर्तन वाली छवियों में संपीड़न कलाकृतियों को दिखाने की अधिक संभावना होती है।

JPEG की एक और सीमा यह है कि यह पारदर्शिता या अल्फा चैनल का समर्थन नहीं करता है। इसका मतलब यह है कि JPEG छवियों में पारदर्शी पृष्ठभूमि नहीं हो सकती है, जो कुछ अनुप्रयोगों के लिए एक कमी हो सकती है जैसे कि वेब डिज़ाइन, जहाँ विभिन्न पृष्ठभूमियों पर छवियों को ओवरले करना आम है। इन उद्देश्यों के लिए, PNG या GIF जैसे प्रारूप, जो पारदर्शिता का समर्थन करते हैं, अक्सर इसके बजाय उपयोग किए जाते हैं।

JPEG परतों या एनीमेशन का भी समर्थन नहीं करता है। परतों के लिए TIFF या एनीमेशन के लिए GIF जैसे प्रारूपों के विपरीत, JPEG सख्ती से एकल-छवि प्रारूप है। यह इसे उन छवियों के लिए अनुपयुक्त बनाता है जिन्हें परतों में संपादन की आवश्यकता होती है या एनिमेटेड छवियां बनाने के लिए। उन उपयोगकर्ताओं के लिए जिन्हें परतों या एनिमेशन के साथ काम करने की आवश्यकता होती है, उन्हें संपादन प्रक्रिया के दौरान अन्य प्रारूपों का उपयोग करना चाहिए और फिर यदि आवश्यक हो तो वितरण के लिए JPEG में कनवर्ट कर सकते हैं।

इन सीमाओं के बावजूद, JPEG लगभग सभी छवि देखने और संपादन सॉफ़्टवेयर के साथ अपनी कुशल संपीड़न और संगतता के कारण सबसे लोकप्रिय छवि प्रारूपों में से एक बना हुआ है।