جيه بيه إيه جي

امتداد الملف	جيه بيه إيه جي جيه بيه إيه جي
صيغة وسائط الإنترنت	ملف صورة نقطية
المطور	Joint Photographic Experts Group
مسقط الويب	jpg.org

جيه بي إي جي (بالإنجليزية: JPEG)‏ في المعلوماتية هي طريقة معيارية شائعة لضغط الصور الرقمية مع خسارة في القيمة المعلوماتية للصورة. ويسمى الشكل الذي يوظف هذا الضغط JPEG كذلك؛ أشهر الامتدادات المستخدمة لهذا الشكل هي.jpeg و.jfif و.jpg و.JPG و.JPE لكن.jpg يبقى أكثرها استخداما في جميع المنصات.

وهذا الشكل - JPEG/JFIF - أكثر الشواكل استخداما لحفظ ونقل الصور الشمسية على شبكة الويب. إذ أنها مفضلة على شواكل أخرى مثل GIF، الذي لا يسمح إلا ب256 لون مختلف، وهذا غير كاف للصور الشمسية، وPNG الذي ينتج ملفات كبيرة مقارنة ب JPEG/JFIF. ويعود هذا إلى ضغطها العالي الذي يضغط البيانات بنسبة 20 مرة تقريبا فمثلا إذا كانت بحاجة صورة 200 بت فإن استعمال خوارزمية الضغط هذه يمكن تقليصها إلىعشرة بتات.

لكن إذا كان هذا الشكل ملائما للصور، فإنه يبقى عاجزا عن منافسة GIF وPNG في الرسوم المتجيّة والبيانات الأيقونية والنسيجية، بسبب سوء أداء طريقة ضغطه على مثل هذه الأنواع من الصور، التي يشيع استعمال GIF وPNF بالنسبة لها.

وJPEG اختصار لحدثة Joint Photographic Expert Group، وهي الجهة القائمة على تطوير هذه الخوارزمية.

خوارزمية JPEG للضغط متناظرة أي حتى الجهد اللازم للتشفير هونفس الجهد اللازم لفك التشفير. وفي ما يلي شرح لكيفية عمل الخوارزمية في أبسط صيغاتها المسماة تشفير خط الأساس المتتالي Baseline Sequential Encoding والقائمة على المراحل السبعة التالية:

الترقيم

الترقيم أوdigitalization هوعملية استعيان للقنوات الثلاثة الموجودة في الصورة ألا وهي الأحمر والأخضر والأزرق. ويتم حفظ جميع بكسل (أي جميع نقطة استمثال) فيثمانية بتات (لكل قناة).

يمكن حتى نتصور حتى الصورة الرقمية تعبير عن ثلاثة مصفوفات يمثل جميع بكسل فيها عنصر من عناصر المصفوفة. أي أنه مثلا إذا كان لديك صورة طولها أربع بكسلات وعرضها أربع بكسلات فإنه لديك 16 بكسل ويمكن حتى تحفظ هذه الصورة في شاكلة ثلاثة مصفوفات (مصفوفة لكل من اللون أوما يسمى القناة الحمراء والخضراء والزرقاء). ويكون في جميع عنصر عدد يشير على قوة اللون (مثلا رقم 255 في القناة الحمراء يشير على أحمر قان و0 يشير على لون أحمر خافت).

تغيير التشفير

يتم تغيير التشفير من RGB (أحمر أخضر أزرق) إلى تشفير Y،U،V حيث Y هي الإضائة وUوV هي التلون. كيف من الممكن أن يتم هذا وما معناه؟؟
يتم التحويل بالكيفية التالية:
${\displaystyle Y=0,299R+0,587G+0,144B$
${\displaystyle U=-0,169R-0,331G+0,5B+128$
${\displaystyle V=0,5R-0,419G-0,081B+128$
مع الإشارة إلى حتى R،G،B،U،V،Y بين 0 و255. كما حتى المعاملات في التحويل تأتي من حساسية العين البشرية حيث أنها حساسة جدا في مجال اللون الأخضر في حين أنها أقل جساسية في مجال اللونين الأزرق والأحمر ذلك فإن المعامل للون الأخضر هوالأكبر قيمة مقارنة بالمعاملين الأخرى ن.

تقسيم الصورة إلى بتر 8x8 بكسل

يتم تقسم الصورة إلى بتر متكونة من 8x8 بكسل لتكون أسهل معالجة في المستوى الموالية. (ما يحدث مع صور غير قابلة للقسمة علىثمانية معهد في المعيار الخاص بجايبغ)

تحويل جيب التمام

يتم تحويل جميع من المصفوفات 8x8 عن طريق تحويل جيب التمام ونتحصل بذلك على مصفوفا تحتوي على التردد المكاني

استعيان التردد المثالي

في هذه المستوى يمكن حتى نفقد بعض البتات أوالمعلومات من الصورة. حيث يتم استعيان الترددات Frequency Samplingالبطيئة بطريقة جيدة(بكيفية تسمح برؤية الفوارق الصغيرة بين ترددين مختلفين) في حين يتم استعيان الترددات السريعة بطريقة سيئة (أي أنه مثلا تردد 50 بكسل في وحدة طول و60 بكسل في وحدة طول كلها تمثل ب 50 بكسل في وحدة طول أي لا يمكن التفريق بينهما. مع الإشارة إلى أنه يجب فهم حدثة بكسل في وحدة طول على أنها تردد مكاني حيث لا يمكن إتخاذ الهرتز كوحدة هنا لأن التردد ليس زمني). والسبب في عمل هذا هوحتى العين البشرية لا يمكنها التمييز بين الترددات المكانية السريعة فإن تأملت في خط طوله سنتمتر مثلا يتكون من 100 بكسل فإنك لن تلحظ فرقا بالنسبة لخط فيه 1000بكسل

مسح الصورة

يتم بعد ذلك مسح الصورة بكيفية تجعل البيانات في شكل شعاع بدلا من مصفوفة ويتم المسح كما هومبين في الصورة.

مسح الصورة

تشفير بطريقة RLC

يتم في هذه المستوى تشفير الشعاع الذي تحصلنا عليه أعلاه (وهوفي العادة يحتوي الكثير من الأصفار) بطريقة RLC وهي اختصار ل Run Length Coding. حيث أنه إذا كان لدينا الشعاع التالي:
12 0 0 0 36
فإنها تخط:
${\displaystyle 3-12$ ويعني الرقم الأول أنه يجب حتى نتخطى ثلاثة بتات (أي لا يتم حفظها) وأن الرقم القادمقد يكون -12

تشفير بطريقة VLC

VLC اختصار ل Variable Length Coding أوما يعهد بتشفير هوفمان Huffman-Coding. حيث يتم حفظ جميع عدد يظهر بالشعاع بطريقة أمثل من ناحية حجم البيانات. حيث حتى الأرقام التي تظهر بكثرة في الشعاع يتم تشفيرها بعدد صغير من البتات مثلا إذا كان الرقم 2 يظهر بكثرة في الشعاع فإنه يرمز له ب 0 عوض التشفير الثنائي العادي الذي يحتاج إلى بتان لحفض الرقم 2 لأنه يحفظها 10. أما الأرقام التي تظهر بقلة فإنه يتم تشفيرها بعدد كبير من البتات. يتم التشفير بطريقة حيث أنه لا يمكن حتى يتشابه رقمان في بدايتهما يعني أنه لوكان أول بت تحصل عليه من الشعاع هو0 فلا داعي لانتظار ما سيأتي بعده من بتات لفهم معنى هذا البت ويمكن القول مباشرة حتى 0 هي التشفير اللقاء لرقمخمسة مثلا. وتمثل الخطوتان الأخيرتان ما يعهد ب تشفير إنتروبي وهي كيفية تشفير لا تضيع معها معلومات.

انظر أيضاً

جي آي إف.
الشرائح (تصميم المسقط)

مراجع

^ "Multi-Picture Format" (PDF). 2009. مؤرشف من الأصل (PDF) فيعشرة أكتوبر 2017. اطلع عليه بتاريخ 30 ديسمبر 2015.
^ "JPEG Patent's Single Claim Rejected (And Smacked Down For Good Measure)". Techdirt.com. 2008-08-01. مؤرشف من الأصل في 17 يوليو2018. اطلع عليه بتاريخ 29 مايو2011.
^ Thomas G. Lane. "Advanced Features: Compression parameter selection". Using the IJG JPEG Library. مؤرشف من الأصل في 01 يناير 2018.