libjpeg

يوفر برنامج سطر الأوامر jpegtran العديد من الميزات لإعادة تنسيق وإعادة ترميز تمثيل معاملات تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) ، ولتحويل بيانات الصورة الفعلية، وللتخلص من البيانات المساعدة في ملفات JPEG. وتشمل التحويلات المتعلقة بتمثيل المعاملات ما يلي:

• تحسين طبقة ترميز هوفمان لملف JPEG لزيادة الضغط،
• التحويل بين تنسيقات JPEG التدريجية والمتسلسلة،
• التحويل بين ترميز هوفمان والترميز الحسابي في طبقة ترميز الإنتروبيا . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

تُجرى هذه التحويلات دون فقدان أي بيانات، وهي قابلة للعكس تمامًا. وتشمل التحويلات على بيانات الصورة ما يلي:

• إزالة البيانات غير القياسية الخاصة بالتطبيقات والتي يتم إدخالها بواسطة بعض برامج الصور،
• إجراء بعض التحويلات على ملف، مثل:
  • حذف قنوات الألوان (التحويل إلى تدرج الرمادي)،
  • الدوران والتقليب بخطوات مقدارها 90 درجة،
  • الاقتصاص أو الضم عند حدود كتلة الصورة (كل 8×8 أو 16×16 بكسل)،
  • إعادة التحجيم. ^{[ 8 ]}

هذه العمليات لا تُفقد البيانات، وهي قابلة للعكس فقط فيما يتعلق ببيانات الصورة المحفوظة. ولا تتم إعادة ترميز البيانات مع تكرار عملية التكميم الفاقد للبيانات ( فقدان الجيل ).

ابتداءً من الإصدار 6b من مكتبة libjpeg بتاريخ 27 مارس 1998، أنشأ مياساكا ماسارو فرعًا باسم libjpeg/SIMD ، والذي تضمن تحسينات SIMD لمعالجات x86. وقد تلقى هذا الفرع مساهمات كبيرة من مشروعي TigerVNC وVirtualGL في عام 2009. وعلى هذا الأساس، تم إنشاء مشروع libjpeg-turbo في عام 2010. ^{[ 10 ]}

في 4 مارس 2014، نُشرت النسخة الأولى من برنامج MozJPEG المُعدّل لتحسين حجم الملفات. في هذه النسخة، أعاد جوش آس من قسم الأبحاث في موزيلا صياغة سكربت بيرل jpegcrush من لورين ميريت، المطور الرئيسي لبرنامج x264 ، ودمجه في قاعدة بيانات libjpeg-turbo. ^{[ 11 ]}

في 10 يوليو 2014، أصدرت موزيلا الإصدار 2.0، الذي أضاف بشكل أساسي تقنية التكميم الشبكي، وأصبح الآن قادرًا على تقليل حجم صور JPEG الأساسية أيضًا. تبرعت شركة فيسبوك بـ60 ألف  دولار لتطوير الإصدار التالي، ^{[ 12 ]} وقامت شركة CloudFlare بتعيين مطور لتحسين MozJPEG. ^{[ 13 ]}

في عام 2019، أصبحت مكتبة libjpeg-turbo هي التنفيذ المرجعي المعتمد من قبل المنظمة الدولية للمعايير (ISO) والاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) لتنسيق JPEG. ^{[ 14 ]}

في أبريل 2024، قدمت جوجل Jpegli ، وهي مكتبة ترميز JPEG جديدة توفر إمكانيات محسنة وتحسينًا بنسبة 35٪ في نسبة الضغط عند إعدادات الضغط عالية الجودة، بينما تكون سرعة الترميز مماثلة لـ MozJPEG. ^{[ 15 ]}

بعد مرور 11 عامًا وتغيير في القيادة، أصدر معهد IJG بقيادة غيدو فولبيدينغ إصدارات جديدة من مكتبة libjpeg (من 7 إلى 9)، والتي أدى كل منها إلى فقدان التوافق مع الإصدارات السابقة من حيث واجهة التطبيق الثنائية (ABI). ^{[ 16 ]} لم تُنفذ التغييرات التي كانت مُنتظرة بعد سلسلة الإصدارات 6x. ^{[ 17 ]} في الإصدار 7، أُضيف دعم الترميز الحسابي ، والذي رُفض سابقًا بسبب وضع براءات الاختراع ، بالإضافة إلى ميزة القص في jpegtran -crop. ^{[ 17 ]}

كان الهدف الرئيسي من الإصدارين 8 و9 هو إدخال امتدادات تنسيق مثيرة للجدل ^{[ 18 ]} وغير متوافقة. ويُنظر إليها على نطاق واسع على أنها غير فعالة وأقل كفاءة من الحلول القياسية الحالية. ^{[ 19 ]} وقد رُفض اعتمادها كمعيار بعد تقديمها إلى الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T) . وينتقد المنظم الأصلي توم لين وآخرون هذه التغييرات باعتبارها خروجًا عن أهداف المجموعة المشتركة الدولية (IJG). ^{[ 18 ]}

libjpeg-turbo هي نسخة معدلة من libjpeg تستخدم تعليمات SIMD لتسريع ترميز وفك ترميز JPEG الأساسي. تستخدم العديد من المشاريع الآن libjpeg-turbo بدلاً من libjpeg، بما في ذلك توزيعات لينكس الشائعة ( فيدورا ، ديبيان ، ماجيا ، أوبن سوزي ، ...)، ومتصفحي موزيلا وكروم . ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]} إلى جانب الأداء، اختارت بعض المشاريع استخدام libjpeg-turbo لأنها تسمح لها بالحفاظ على توافق واجهة التطبيق الثنائية (ABI) مع الإصدار الأقدم libjpeg v6b. ^{[ 30 ]} أما الإصدارات libjpeg v7 وv8 وv9 فقد أدت إلى فقدان توافق واجهة التطبيق الثنائية مع الإصدارات السابقة. ^{[ 16 ]}

تُطبّق مكتبة libjpeg-turbo ترميز الحساب المتوافق مع المعايير وميزات الاقتصاص بدون فقدان للبيانات الموجودة في libjpeg v7. كما يمكن تهيئتها لتكون متوافقة مع واجهة التطبيق الثنائية (ABI) الخاصة بـ libjpeg v7 أو v8، ولكنها لا تُطبّق تحجيم DCT ولا تقنية SmartScale الخاصة، والتي تعتمد على تحجيم DCT. ^{[ 31 ]} اختارت libjpeg-turbo عدم دعم SmartScale، لأنها ليست معيارًا من معايير ITU-T ولأن أبحاثهم الخاصة وجدت أنها (وتحجيم DCT) غير فعّالة. ^{[ 21 ]} وبناءً على ذلك، ولأن الميزة الجديدة الرئيسية الوحيدة في libjpeg v9 خاصة بتنسيق SmartScale، فقد اختار مشروع libjpeg-turbo التخلي عن محاكاة libjpeg v9.

منذ عام 2019، أصبح libjpeg-turbo أحد تطبيقي JPEG المرجعيين، وهو متاح كمعيار ISO/IEC 10918-7 ومعيار ITU-T T.873. ^{[ 14 ]} أما التطبيق المرجعي الآخر فهو ISO libjpeg الذي يتضمن أيضًا دعمًا لـ JPEG XT و JPEG LS.

MozJPEG هو نسخة معدلة من libjpeg-turbo، طوّرها جوش آس وآخرون من قسم أبحاث موزيلا. يهدف إلى تسريع تحميل صفحات الويب من خلال تقليل حجم الملفات (بنسبة 10% تقريبًا) وبالتالي تقليل وقت الإرسال، وذلك عبر تحسين كفاءة الترميز مع الحفاظ على جودة الصورة. ولتحقيق ذلك، يستخدم MozJPEG قدرة معالجة أكبر للترميز (الترميز غير المتماثل) مع الحفاظ على التوافق التام مع معيار JPEG، ودون الحاجة إلى أي تغييرات في جانب فك الترميز.

تشمل التقنيات التي يستخدمها MozJPEG لتحقيق ضغط عالٍ تحسين أشجار هوفمان ، واستخدام الترميز التدريجي لتقسيم طيف معاملات تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) إلى عمليات مسح منفصلة على النحو الأمثل، واستخدام التكميم الشبكي . بالإضافة إلى ذلك، تم ضبط الإعدادات المسبقة بدقة عالية لتقليل أحجام الملفات.

إلى جانب libjpeg-turbo، يعتمد MozJPEG أيضًا على jpegcrush، وهو برنامج نصي مكتوب بلغة Perl من تأليف لورين ميريت. ^{[ 11 ] [ 33 ]}

في أبريل 2024، قدمت جوجل مكتبة Jpegli ، وهي مكتبة ترميز JPEG جديدة توفر إمكانيات محسنة وتحسينًا بنسبة 35٪ في نسبة الضغط عند إعدادات الضغط عالية الجودة، بينما تكون سرعة الترميز مماثلة لـ MozJPEG. ^{[ 34 ]}