libjpeg

El programa de línea de comandos jpegtran proporciona varias funciones para reformatear y recodificar la representación de los coeficientes DCT , para la transformación de datos de imagen reales y para descartar datos auxiliares en archivos JPEG, respectivamente. Las transformaciones relativas a la representación de los coeficientes comprenden:

• optimización de la capa de codificación Huffman de un archivo JPEG para aumentar la compresión,
• conversión entre formatos JPEG progresivos y secuenciales,
• conversión entre codificación Huffman y aritmética en la capa de codificación de entropía . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

Estas transformaciones son completamente reversibles y sin pérdida de información. Las transformaciones aplicadas a los datos de la imagen comprenden:

• eliminar datos no estándar específicos de la aplicación insertados por algunos programas de imágenes,
• realizar ciertas transformaciones en un archivo, tales como:
  • descarte de canales de color (conversión a escala de grises),
  • girando y volteando en pasos de 90 grados,
  • recortar o unir en los bordes de los bloques de imagen (cada 8×8 o 16×16 píxeles),
  • reescalado. ^{[ 8 ]}

Estos procesos son sin pérdida y reversibles únicamente en lo que respecta a los datos de imagen que se conservan. No se produce la recodificación con cuantificación con pérdida repetida de los datos de imagen ( pérdida de generación ).

A partir de la versión 6b de libjpeg del 27 de marzo de 1998, Miyasaka Masaru bifurcó una rama llamada libjpeg/SIMD , que incluía optimizaciones SIMD para x86. Recibió contribuciones sustanciales de los proyectos TigerVNC y VirtualGL en 2009. Sobre esa base se creó el proyecto libjpeg-turbo en 2010. ^{[ 10 ]}

El 4 de marzo de 2014 se publicó la primera versión de la bifurcación optimizadora del tamaño de archivo MozJPEG . Para esta versión, Josh Aas de Mozilla Research reelaboró ​​el script Perl jpegcrush del desarrollador principal de x264 , Loren Merritt, y lo integró en el código base de libjpeg-turbo. ^{[ 11 ]}

El 10 de julio de 2014, Mozilla lanzó la versión 2.0, que principalmente agregó cuantización de enrejado y ahora también puede reducir el tamaño de los JPEG base. Facebook , Inc. donó60 000  dólares para el desarrollo de la próxima versión, ^{[ 12 ]} y CloudFlare asignó un desarrollador para la mejora de MozJPEG. ^{[ 13 ]}

En 2019, libjpeg-turbo se convirtió en la implementación de referencia avalada por la ISO y la ITU para el formato JPEG. ^{[ 14 ]}

En abril de 2024, Google presentó Jpegli , una nueva biblioteca de codificación JPEG que ofrece capacidades mejoradas y una mejora del 35 % en la relación de compresión con configuraciones de compresión de alta calidad, mientras que la velocidad de codificación es comparable con MozJPEG. ^{[ 15 ]}

Después de 11 años y un cambio de liderazgo, el IJG bajo Guido Vollbeding lanzó nuevas versiones de libjpeg (7 a 9), cada una de las cuales rompió la compatibilidad ABI con las versiones anteriores. ^{[ 16 ]} Los cambios que se habían previsto después de la serie 6x no se implementaron. ^{[ 17 ]} En la versión 7, se introdujo el soporte para la codificación aritmética , que anteriormente había sido rechazado debido a la situación de las patentes , así como la función de recorte en jpegtran ( -crop). ^{[ 17 ]}

Las versiones 8 y 9 sirvieron básicamente para la introducción de extensiones de formato incompatibles y controvertidas ^{[ 18 ]} . Estas son ampliamente consideradas ineficaces e inferiores a las soluciones estandarizadas existentes. ^{[ 19 ]} Su estandarización fue rechazada tras su presentación a la UIT-T . El organizador original, Tom Lane, y otros critican estos cambios por considerarlos una ruptura con los objetivos del IJG. ^{[ 18 ]}

libjpeg-turbo es una bifurcación de libjpeg que utiliza instrucciones SIMD para acelerar la codificación y decodificación JPEG básica. Muchos proyectos ahora utilizan libjpeg-turbo en lugar de libjpeg, incluidas distribuciones populares de Linux ( Fedora , Debian , Mageia , openSUSE , ...), Mozilla y Chrome . ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]} Además del rendimiento, algunos proyectos han optado por utilizar libjpeg-turbo porque les permite mantener la compatibilidad ABI con versiones anteriores de libjpeg v6b. ^{[ 30 ]} libjpeg v7, v8 y v9 rompieron la compatibilidad ABI con versiones anteriores. ^{[ 16 ]}

libjpeg-turbo implementa la codificación aritmética conforme al estándar y las características de recorte sin pérdidas que se ven en libjpeg v7. También se puede configurar para que sea compatible con la ABI de libjpeg v7 o v8, pero no implementa el escalado DCT ni el SmartScale propietario, que se basa en el escalado DCT. ^{[ 31 ]} libjpeg-turbo opta por no admitir SmartScale, porque no es un estándar ITU-T y porque su propia investigación lo encuentra (y el escalado DCT) ineficaz. ^{[ 21 ]} Por extensión, dado que la única característica nueva importante en libjpeg v9 es específica del formato SmartScale, el proyecto libjpeg-turbo ha optado por no emular libjpeg v9.

Desde 2019, libjpeg-turbo es una de las dos implementaciones de referencia de JPEG, disponible como ISO/IEC 10918-7 e ITU-T T.873. ^{[ 14 ]} La otra implementación de referencia es ISO libjpeg, que también incluye soporte para JPEG XT y JPEG LS.

MozJPEG es una bifurcación de libjpeg-turbo creada por Josh Aas y otros investigadores de Mozilla Research. Su objetivo es acelerar la carga de páginas web reduciendo el tamaño de los archivos (aproximadamente un 10 %) y, por lo tanto, el tiempo de transmisión, mediante una mejora en la eficiencia de la codificación, manteniendo la calidad de la imagen. Para ello, utiliza mayor potencia de procesamiento para la codificación (asimetría), conservando la compatibilidad total con el estándar JPEG y sin requerir modificaciones en el decodificador.

Las técnicas que MozJPEG utiliza para lograr una alta compresión incluyen la optimización de árboles de Huffman , el uso de codificación progresiva para dividir de forma óptima el espectro de coeficientes DCT en escaneos separados y el uso de cuantización en red . Además, los preajustes están optimizados para minimizar el tamaño de los archivos.

Además de libjpeg-turbo, MozJPEG también se basa en jpegcrush, un script de Perl de Loren Merritt. ^{[ 11 ] [ 33 ]}

En abril de 2024, Google presentó Jpegli , una nueva biblioteca de codificación JPEG que ofrece capacidades mejoradas y una mejora del 35 % en la relación de compresión con configuraciones de compresión de alta calidad, mientras que la velocidad de codificación es comparable con MozJPEG. ^{[ 34 ]}