प्रोग्रेसिव ग्राफ़िक्स फ़ाइल

PGF

Filename extension	.pgf
Magic number	504746h (ASCII PGF)
Developed by	xeraina GmbH
Initial release	2000 (2000)
Latest release	7.21.7 2021 (2021)
Type of format	wavelet-based bitmapped image format
Extended from	JPEG, PNG
Open format?	LGPLv2

पीजीएफ (प्रोग्रेसिव ग्राफ़िक्स फ़ाइल) एक वेवलेट-आधारित बिटमैप इमेज फॉर्मेट है जो लॉसलेस और लॉसी डाटा कम्प्रेशन को नियोजित करता है। पीजीएफ को जेपीईजी प्रारूप में सुधार करने और बदलने के लिए बनाया गया था। इसे जेपीईजी 2000 के साथ ही विकसित किया गया था, लेकिन संपीड़न अनुपात की तुलना में गति पर ध्यान केंद्रित किया गया था

पीजीएफ अधिक एन्कोडिंग/डिकोडिंग समय लिए बिना और मूल असतत कोसाइन ट्रांसफॉर्म-आधारित जेपीईजी मानक की विशेषता ब्लॉकी और ब्लरी कम्प्रेशन आर्टिफैक्ट उत्पन्न किए बिना उच्च संपीड़न अनुपात पर काम कर सकता है। यह अधिक परिष्कृत प्रोग्रेसिव डाउनलोड की भी अनुमति देता है।

कलर मॉडल

पीजीएफ विभिन्न प्रकार के कलर मॉडलों का समर्थन करता है:

• 1, 8, 16, या 31 बिट प्रति पिक्सेल के साथ ग्रेस्केल
• 256 के पैलेट आकार के साथ इंडेक्स्ड कलर
• 12, 16 (लाल: 5 बिट्स, हरा: 6 बिट्स, नीला: 5 बिट्स), 24, या 48 बिट्स प्रति पिक्सेल के साथ आरजीबी कलर मॉडल कलर इमेज
• आरजीबीए कलर स्पेस कलर इमेज 32 बिट प्रति पिक्सेल के साथ
• एल*ए*बी कलर इमेज 24 या 48 बिट्स प्रति पिक्सेल के साथ
• सीएमवाईके कलर मॉडल कलर इमेज 32 या 64 बिट प्रति पिक्सेल के साथ

तकनीकी चर्चा

पीजीएफ स्केलेबिलिटी जैसी सुविधाओं को जोड़ने या सुधारने के मुकाबले जेपीईजी की तुलना में बेहतर संपीड़न गुणवत्ता प्राप्त करने का दावा करता है। इसका संपीड़न प्रदर्शन मूल जेपीईजी मानक के समान है। पीजीएफ में बहुत कम और बहुत उच्च संपीड़न दर (लॉसलेस संपीड़न सहित) भी समर्थित हैं। प्रभावी बिट दर की एक बहुत बड़ी श्रृंखला को संभालने की डिज़ाइन की क्षमता पीजीएफ की विशेषताओं में से एक है। उदाहरण के लिए, किसी चित्र के लिए बिट्स की संख्या को एक निश्चित मात्रा से कम करने के लिए, पहले जेपीईजी मानक के साथ करने की सलाह दी जाने वाली बात यह है कि इसे एन्कोड करने से पहले इनपुट इमेज के रिज़ॉल्यूशन को कम करें -ऐसा कुछ जो अपने वेवलेट स्केलेबिलिटी प्रॉपर्टीज के कारण पीजीएफ का उपयोग करते समय उस उद्देश्य के लिए सामान्यतः आवश्यक नहीं होता है।

पीजीएफ प्रक्रिया श्रृंखला में निम्नलिखित चार चरण होते हैं:

1. कलर स्पेस ट्रांसफॉर्म (रंगीन इमेज की स्तिथि में)
2. डिस्क्रीट वेवलेट ट्रांसफॉर्म
3. क्वान्टिजेशन (हानिपूर्ण डेटा संपीड़न की स्तिथि में)
4. हिरार्चिकल बिट प्लेन रन-लेंथ एन्कोडिंग

कलर कंपोनेंट्स ट्रांसफॉर्मेशन

प्रारंभ में, इमेज को आरजीबी कलर स्पेस से दूसरे कलर स्पेस में बदलना पड़ता है, जिससे तीन घटक अलग-अलग संभाले जाते हैं। पीजीएफ पूरी तरह से प्रतिवर्ती संशोधित वाईयूवी कलर ट्रांसफॉर्म का उपयोग करता है। ट्रांसफॉर्मेशन मैट्रिक्स हैं:

${\begin{bmatrix}Y_{r}\\U_{r}\\V_{r}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}{\frac {1}{4}}&{\frac {1}{2}}&{\frac {1}{4}}\\1&-1&0\\0&-1&1\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}};\qquad \qquad {\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}1&{\frac {3}{4}}&-{\frac {1}{4}}\\1&-{\frac {1}{4}}&-{\frac {1}{4}}\\1&-{\frac {1}{4}}&{\frac {3}{4}}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}Y_{r}\\U_{r}\\V_{r}\end{bmatrix}}$

क्रोमिनेंस कॉम्पोनेन्ट का रिज़ॉल्यूशन कम किया जा सकता है, लेकिन आवश्यक नहीं है।

वेवलेट ट्रांसफॉर्म

फिर कलर कॉम्पोनेन्ट को तरंगिका द्वारा स्वेच्छाचारी ढंग से गहराई में बदल दिया जाता है। जेपीईजी 1992 के विपरीत, जो 8x8 ब्लॉक-आकार के असतत कोसाइन ट्रांसफ़ॉर्म का उपयोग करता है, पीजीएफ एक रिवर्सेबल वेवलेट ट्रांसफ़ॉर्म का उपयोग करता है: बायोरथोगोनल कोहेन-डौबेचिस-फ़्यूव्यू वेवलेट 5/3 वेवलेट ट्रांसफ़ॉर्म का एक राउंडेड वर्ज़न है। यह वेवलेट फ़िल्टर बैंक बिल्कुल जेपीईजी 2000 में प्रयुक्त प्रतिवर्ती वेवलेट के समान है। यह केवल पूर्णांक गुणांक का उपयोग करता है, इसलिए आउटपुट को राउंडिंग (परिमाणीकरण) की आवश्यकता नहीं होती है और इसलिए यह किसी भी परिमाणीकरण नॉइज़ का परिचय नहीं देता है।

परिमाणीकरण

तरंगिका परिवर्तन के बाद, गुणवत्ता की हानि की कीमत पर, गुणांकों को प्रदर्शित करने के लिए बिट्स की मात्रा को कम करने के लिए स्केलर-क्वांटिज़ेशन (इमेज प्रसंस्करण) किया जाता है। आउटपुट पूर्णांक संख्याओं का एक सेट है जिसे बिट-दर-बिट एन्कोड किया जाना है। अंतिम गुणवत्ता निर्धारित करने के लिए जिस पैरामीटर को बदला जा सकता है वह परिमाणीकरण चरण है: कदम जितना बड़ा होगा, संपीड़न और गुणवत्ता की हानि उतनी ही अधिक होगी। 1 के बराबर परिमाणीकरण चरण के साथ, कोई परिमाणीकरण नहीं किया जाता है (इसका उपयोग लॉसलेस कम्प्रेशन में किया जाता है)। जेपीईजी 2000 के विपरीत, पीजीएफ केवल दो की घात का उपयोग करता है, इसलिए पैरामीटर मान i 2ⁱ के परिमाणीकरण चरण का प्रतिनिधित्व करता है। केवल दो की घात का उपयोग करने से पूर्णांक गुणन और विभाजन संचालन की कोई आवश्यकता नहीं होती है।

कोडिंग

पिछली प्रक्रिया का परिणाम सब-बैंडों का एक संग्रह है जो कई अप्प्रोक्सिमेशन स्केल का प्रतिनिधित्व करता है। एक सब-बैंड गुणांकों का एक सेट है - पूर्णांक जो एक निश्चित आवृत्ति रेंज के साथ-साथ इमेज के एक स्थानिक क्षेत्र से जुड़े इमेज के पहलुओं का प्रतिनिधित्व करता है।

परिमाणित सब-बैंड को वेवलेट डोमेन में ब्लॉक, आयताकार क्षेत्रों में विभाजित किया गया है। उन्हें सामान्यतः इस तरह से चुना जाता है कि सब-बैंड में उनके भीतर के गुणांक (पुनर्निर्मित) इमेज डोमेन में लगभग स्थानिक ब्लॉक बनाते हैं और एक निश्चित आकार के मैक्रोब्लॉक में एकत्र किए जाते हैं।

एनकोडर को मैक्रोब्लॉक के सभी परिमाणित गुणांकों के बिट्स को एनकोड करना होता है, जो सबसे महत्वपूर्ण बिट्स से प्रारम्भ होता है और कम महत्वपूर्ण बिट्स तक आगे बढ़ता है। इस एन्कोडिंग प्रक्रिया में, मैक्रोब्लॉक का प्रत्येक बिट-प्लेन दो तथाकथित कोडिंग पासों में पहले महत्वपूर्ण गुणांक के बिट एन्कोडिंग, फिर महत्वपूर्ण गुणांक के शोधन बिट्स एन्कोड किया जाता है। स्पष्ट रूप से, लॉसलेस मोड में सभी बिट-प्लेन को एनकोड करना होगा, और किसी भी बिट-प्लेन को गिराया नहीं जा सकता है।

केवल महत्वपूर्ण गुणांकों को एक अनुकूली रन-लेंथ/राइस (आरएलआर) कोडर के साथ संपीड़ित किया जाता है, क्योंकि उनमें शून्य के लंबे रन होते हैं। पैरामीटर k (शून्य के एक रन की लघुगणकीय लंबाई) के साथ आरएलआर कोडर को ऑर्डर 2 के प्राथमिक गोलोम्ब कोड के रूप में भी जाना जाता है।

अन्य फ़ाइल फॉर्मेट के साथ तुलना

• जेपीईजी 2000 प्राकृतिक इमेज को संभालने में थोड़ा अधिक स्थान-कुशल है। समान संपीड़न अनुपात के लिए पीएसएनआर पीजीएफ के पीएसएनआर से औसतन 3% बेहतर है। इसमें संपीड़न अनुपात में एक छोटा सा लाभ है लेकिन एन्कोडिंग और डिकोडिंग समय लंबा है।
• पोर्टेबल नेटवर्क ग्राफ़िक्स (पोर्टेबल नेटवर्क ग्राफ़िक्स) एक ही कलर के कई पिक्सेल वाली इमेज को संभालने में अधिक स्थान-कुशल है।

सामान्य जेपीईजी मानक की तुलना में पीजीएफ के कई स्वयं-घोषित लाभ हैं:

बेहतर संपीड़न प्रदर्शन: समान संपीड़न अनुपात के लिए इमेज गुणवत्ता (पीक सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में मापी गई) जेपीईजी के पीएसएनआर से औसतन 3% बेहतर है। कम बिट दर पर (उदाहरण के लिए ग्रे-स्केल इमेज के लिए 0.25 बिट/पिक्सेल से कम), जेपीईजी के कुछ मोड पर पीजीएफ का अधिक महत्वपूर्ण लाभ है: कलाकृतियां कम दिखाई देती हैं और लगभग कोई अवरोध नहीं होता है। जेपीईजी पर संपीड़न लाभ को असतत तरंगिका परिवर्तन के उपयोग के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है।

• एकाधिक रिज़ॉल्यूशन प्रतिनिधित्व: पीजीएफ कई इमेज कॉम्पोनेन्ट का निर्बाध संपीड़न प्रदान करता है, जिसमें प्रत्येक घटक प्रति घटक सैंपल 1 से 31 बिट तक होता है। इस सुविधा के साथ अलग से संग्रहीत पूर्वावलोकन इमेज (थंबनेल) की कोई आवश्यकता नहीं है।
• रिज़ॉल्यूशन सटीकता द्वारा प्रोग्रेसिव संचरण, जिसे सामान्यतः प्रोग्रेसिव डिकोडिंग के रूप में जाना जाता है: पीजीएफ कुशल कोड-स्ट्रीम संगठन प्रदान करता है जो रिज़ॉल्यूशन द्वारा प्रोग्रेसिव होते हैं। इस तरह, पूरी फ़ाइल का एक छोटा हिस्सा प्राप्त होने के बाद, अंतिम इमेज की कम गुणवत्ता देखना संभव है, स्रोत से अधिक डेटा प्राप्त करके गुणवत्ता में सुधार किया जा सकता है।
• लॉसलेस और हानिपूर्ण संपीड़न: पीजीएफ सिंगल कम्प्रेशन आर्किटेक्चर में लॉसलेस और लॉसी कम्प्रेशन दोनों प्रदान करता है। हानिपूर्ण और लॉसलेस दोनों कम्प्रेशन एक प्रतिवर्ती (पूर्णांक) तरंगिका परिवर्तन के उपयोग द्वारा प्रदान किए जाते हैं।
• साइड चैनल स्थानिक जानकारी: पारदर्शिता और अल्फा विमान पूरी तरह से समर्थित हैं
• आरओआई निष्कर्षण: संस्करण 5 के बाद से, पीजीएफ पूरी इमेज को डिकोड किए बिना रुचि के क्षेत्रों (रीजन ऑफ़ इंटरेस्ट) के निष्कर्षण का समर्थन करता है।

उपलब्ध सॉफ़्टवेयर

लेखक ने जीएनयू लेसर जनरल पब्लिक लाइसेंस संस्करण 2.0 के अंतर्गत सौर्सेफोर्गे के माध्यम से एलआईबीपीजीएफ प्रकाशित किया। ज़ेरैना एक मुफ़्त विन32 कंसोल एनकोडर और डिकोडर और 32 बिट और 64 बिट विंडोज़ प्लेटफ़ॉर्म के लिए विंडोज़ इमेजिंग कॉम्पोनेन्ट पर आधारित पीजीएफ व्यूअर प्रदान करता है। फ़ाइल एक्सप्लोरर सहित अन्य डब्ल्यूआईसी एप्लिकेशन इस व्यूअर को स्थापित करने के बाद पीजीएफ इमेज को प्रदर्शित करने में सक्षम हैं।

कैमरे के लिए एक लोकप्रिय ओपन-सोर्स इमेज एडिटिंग और कैटलॉगिंग सॉफ्टवेयर है जो अपने थंबनेल के लिए एलआईबीपीजीएफ का उपयोग करता है। यह प्रत्येक थंबनेल के एक संस्करण को संग्रहीत करने के लिए पीजीएफ इमेज की प्रोग्रेसिव डिकोडिंग सुविधा का उपयोग करता है, जिसे बाद में बिना किसी हानि के विभिन्न रिज़ॉल्यूशन में डिकोड किया जा सकता है, इस प्रकार यूजर को थंबनेल के आकार को फिर से पुनर्गणना किए बिना गतिशील रूप से बदलने की अनुमति मिलती है।

यह भी देखें

• ग्राफिक्स फ़ाइल फॉर्मेट की तुलना
• संबंधित ग्राफ़िक्स फ़ाइल फॉर्मेट: ECW (फ़ाइल फॉर्मेट), जेपीईजी, जेपीईजी 2000, जेपीईजी XR
• इमेज फ़ाइल फॉर्मेट
• इमेज संपीड़न

फ़ाइल एक्सटेंशन

फाइल एक्सटेंशन .पीजीएफ और तीन अक्षर का संक्षिप्त नाम पीजीएफ (बहुविकल्पी) का उपयोग असंबंधित उद्देश्यों के लिए भी किया जाता है:

• एडोब इलस्ट्रेटर कलाकृति ने संलग्न पोस्ट स्क्रिप्ट से पहले एक प्रोग्रेसिव ग्राफिक्स प्रारूप का उपयोग किया था।
• पीजीएफ/TikZ, सोर्सफोर्ज प्रोजेक्ट पीजीएफ में पोर्टेबल ग्राफ़िक्स फॉर्मेट का उपयोग करता है।
• XnView और Konvertor सहयोगी फ़ाइल एक्सटेंशन .पीजीएफ पोर्टफोलियो ग्राफ़िक्स के साथ.