Xem JXLs

JPEG XL (JXL) là định dạng hình ảnh thế hệ tiếp theo, là tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh nhằm vượt qua khả năng của các định dạng hiện có như JPEG, PNG và GIF bằng cách cung cấp hiệu quả nén, chất lượng và các tính năng vượt trội. Đây là kết quả của nỗ lực hợp tác của ủy ban Nhóm chuyên gia nhiếp ảnh chung (JPEG), đơn vị đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các tiêu chuẩn nén hình ảnh. JPEG XL được thiết kế để trở thành định dạng hình ảnh phổ quát có thể xử lý nhiều trường hợp sử dụng, từ nhiếp ảnh chuyên nghiệp đến đồ họa web.

Một trong những mục tiêu chính của JPEG XL là cung cấp khả năng nén hình ảnh chất lượng cao, có thể giảm đáng kể kích thước tệp mà không làm giảm chất lượng hình ảnh. Điều này đạt được thông qua sự kết hợp của các kỹ thuật nén tiên tiến và một khuôn khổ mã hóa hiện đại. Định dạng này sử dụng phương pháp tiếp cận theo mô-đun, cho phép kết hợp nhiều hoạt động xử lý hình ảnh như chuyển đổi không gian màu, ánh xạ tông màu và thay đổi kích thước phản hồi trực tiếp vào đường ống nén.

JPEG XL được xây dựng trên nền tảng của hai bộ giải mã hình ảnh trước đó: PIK của Google và FUIF (Định dạng hình ảnh phổ quát miễn phí) của Cloudinary. Các bộ giải mã này đã giới thiệu một số cải tiến trong việc nén hình ảnh, sau đó được tinh chỉnh và tích hợp vào JPEG XL. Định dạng này được thiết kế miễn phí bản quyền, khiến nó trở thành lựa chọn hấp dẫn cho cả nhà phát triển phần mềm và người tạo nội dung, những người cần giải pháp tiết kiệm chi phí để lưu trữ và phân phối hình ảnh.

Điểm cốt lõi trong hiệu quả nén của JPEG XL là việc sử dụng kỹ thuật mã hóa entropy hiện đại được gọi là hệ thống số không đối xứng (ANS). ANS là một dạng mã hóa số học cung cấp tỷ lệ nén gần tối ưu bằng cách mã hóa hiệu quả phân phối thống kê của dữ liệu hình ảnh. Điều này cho phép JPEG XL đạt được khả năng nén tốt hơn so với các phương pháp truyền thống như mã hóa Huffman, được sử dụng trong định dạng JPEG gốc.

JPEG XL cũng giới thiệu một không gian màu mới gọi là XYB (eXtra Y, Blue-yellow), được thiết kế để phù hợp hơn với nhận thức thị giác của con người. Không gian màu XYB cho phép nén hiệu quả hơn bằng cách ưu tiên các thành phần của hình ảnh quan trọng hơn đối với mắt người. Điều này tạo ra các hình ảnh không chỉ có kích thước tệp nhỏ hơn mà còn ít hiện tượng nhiễu nén hơn, đặc biệt là ở những vùng có sự thay đổi màu sắc tinh tế.

Một tính năng chính khác của JPEG XL là hỗ trợ hình ảnh dải động cao (HDR) và gam màu rộng (WCG). Khi công nghệ hiển thị phát triển, nhu cầu về các định dạng hình ảnh có thể xử lý dải độ sáng và màu sắc mở rộng mà các màn hình mới này có thể tạo ra ngày càng tăng. Hỗ trợ HDR và WCG gốc của JPEG XL đảm bảo rằng hình ảnh trông sống động và chân thực trên các màn hình mới nhất, mà không cần siêu dữ liệu bổ sung hoặc tệp sidecar.

JPEG XL cũng được thiết kế với mục đích giải mã tiến bộ. Điều này có nghĩa là hình ảnh có thể được hiển thị ở chất lượng thấp hơn trong khi vẫn đang được tải xuống và chất lượng có thể cải thiện dần dần khi có thêm dữ liệu. Tính năng này đặc biệt hữu ích cho việc duyệt web, nơi người dùng có thể có tốc độ internet khác nhau. Nó cho phép trải nghiệm người dùng tốt hơn bằng cách cung cấp bản xem trước của hình ảnh mà không cần phải đợi toàn bộ tệp tải xuống.

Về khả năng tương thích ngược, JPEG XL cung cấp một tính năng độc đáo gọi là 'nén lại JPEG'. Tính năng này cho phép nén lại các hình ảnh JPEG hiện có thành định dạng JPEG XL mà không làm giảm thêm chất lượng. Các hình ảnh được nén lại không chỉ có kích thước nhỏ hơn mà còn giữ lại tất cả dữ liệu JPEG gốc, có nghĩa là chúng có thể được chuyển đổi trở lại định dạng JPEG gốc nếu cần. Điều này khiến JPEG XL trở thành lựa chọn hấp dẫn để lưu trữ các bộ sưu tập hình ảnh JPEG lớn, vì nó có thể giảm đáng kể yêu cầu lưu trữ trong khi vẫn giữ khả năng khôi phục về các tệp gốc.

JPEG XL cũng giải quyết nhu cầu về hình ảnh phản hồi trên web. Với khả năng lưu trữ nhiều độ phân giải của hình ảnh trong một tệp duy nhất, các nhà phát triển web có thể cung cấp kích thước hình ảnh phù hợp nhất dựa trên thiết bị và độ phân giải màn hình của người dùng. Điều này loại bỏ nhu cầu về các tệp hình ảnh riêng biệt cho các độ phân giải khác nhau và đơn giản hóa quá trình tạo thiết kế web phản hồi.

Đối với các nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp và nhà thiết kế đồ họa, JPEG XL hỗ trợ nén không mất dữ liệu, đảm bảo rằng mọi bit dữ liệu hình ảnh gốc đều được bảo toàn. Điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng mà tính toàn vẹn của hình ảnh là tối quan trọng, chẳng hạn như trong hình ảnh y tế, lưu trữ kỹ thuật số và chỉnh sửa ảnh chuyên nghiệp. Chế độ không mất dữ liệu của JPEG XL cũng rất hiệu quả, thường tạo ra các tệp có kích thước nhỏ hơn so với các định dạng không mất dữ liệu khác như PNG hoặc TIFF.

Bộ tính năng của JPEG XL được mở rộng để bao gồm hỗ trợ hoạt ảnh, tương tự như các định dạng GIF và WebP, nhưng có khả năng nén và chất lượng tốt hơn nhiều. Điều này khiến nó trở thành sự thay thế phù hợp cho GIF trên web, cung cấp hoạt ảnh mượt mà hơn với bảng màu rộng hơn và không có giới hạn về 256 màu của GIF.

Định dạng này cũng bao gồm hỗ trợ mạnh mẽ cho siêu dữ liệu, bao gồm các cấu hình EXIF, XMP và ICC, đảm bảo rằng thông tin quan trọng về hình ảnh được bảo toàn trong quá trình nén. Siêu dữ liệu này có thể bao gồm các chi tiết như cài đặt máy ảnh, thông tin bản quyền và dữ liệu quản lý màu, rất cần thiết cho cả mục đích sử dụng chuyên nghiệp và bảo tồn di sản kỹ thuật số.

Tính bảo mật và quyền riêng tư cũng được cân nhắc trong thiết kế của JPEG XL. Định dạng này không cho phép đưa vào mã thực thi, giúp giảm nguy cơ lỗ hổng bảo mật có thể bị khai thác thông qua hình ảnh. Ngoài ra, JPEG XL hỗ trợ xóa siêu dữ liệu nhạy cảm, có thể giúp bảo vệ quyền riêng tư của người dùng khi chia sẻ hình ảnh trực tuyến.

JPEG XL được thiết kế để có khả năng chống lỗi trong tương lai, với định dạng vùng chứa linh hoạt có thể được mở rộng để hỗ trợ các tính năng và công nghệ mới khi chúng xuất hiện. Điều này đảm bảo rằng định dạng này có thể thích ứng với các yêu cầu thay đổi và tiếp tục phục vụ như một định dạng hình ảnh phổ quát trong nhiều năm tới.

Về khả năng áp dụng, JPEG XL vẫn đang trong giai đoạn đầu, với những nỗ lực đang diễn ra để tích hợp hỗ trợ vào trình duyệt web, hệ điều hành và phần mềm chỉnh sửa hình ảnh. Khi nhiều nền tảng áp dụng định dạng này hơn, định dạng này dự kiến sẽ được sử dụng rộng rãi để thay thế các định dạng hình ảnh cũ hơn, cung cấp sự kết hợp giữa hiệu quả, chất lượng và tính năng được cải thiện.

Tóm lại, JPEG XL đại diện cho một bước tiến đáng kể trong công nghệ nén hình ảnh. Sự kết hợp giữa hiệu quả nén cao, hỗ trợ các tính năng hình ảnh hiện đại và khả năng tương thích ngược định vị nó như một ứng cử viên mạnh mẽ để trở thành tiêu chuẩn mới cho việc lưu trữ và truyền hình ảnh. Khi định dạng này được áp dụng rộng rãi hơn, nó có tiềm năng biến đổi cách chúng ta tạo, chia sẻ và sử dụng hình ảnh kỹ thuật số, giúp chúng dễ tiếp cận và thú vị hơn đối với mọi người.