• fastvideo.ru
• Блог Фаствидео
• JPEG2000, JPEG и PNG

JPEG2000, JPEG и PNG: что это за форматы, чем отличаются и какой выбрать

Опубликовано: 16 сентября 2026

Три формата используются в разных задачах. JPEG — сжатие фотографий с потерями, такие файлы открывает практически любой софт. PNG — графика без потерь и с прозрачностью. JPEG2000 — высокое качество, сжатие с потерями и без потерь, разрядность выше 8 бит, управление размером файла. Ниже разобрано, чем они отличаются на самом деле, чем открыть файл .jp2 и в каких задачах JPEG2000 не выбирают, а обязаны применять.

1. Коротко: какой формат под какую задачу

Если нужен короткий ответ, он такой.

Дальше — что стоит за этими строками.

2. Формат и алгоритм: почему это разные вещи

Формат и алгоритм — разные вещи, а называются одним словом. Алгоритм — это метод сжатия: что именно делают с числами, чтобы картинка занимала меньше места. Формат — способ хранения: как сжатые данные и сведения о них разложены в файле. Словом «JPEG» называют и то, и другое: и алгоритм из стандарта ISO/IEC 10918, и файл, в котором лежит результат (на деле это контейнер JFIF или Exif). То же с JPEG2000: алгоритм описан в ISO/IEC 15444, а хранить его результат можно в контейнере .jp2, а можно и вовсе без контейнера — голым потоком .j2k.

Путаница безобидна ровно до того места, где она перестаёт быть безобидной. «JPEG2000 не открывается в браузере» — это про формат: браузер не умеет читать такой файл. «JPEG2000 тяжело считается» — это про алгоритм: вычислений там больше. Первое чинится перекодированием, второе — нет.

У PNG такой двойственности нет: это название формата, а не метода. Дальше в статье слово «формат» местами употребляется по-бытовому, как принято у всех, — но там, где разница важна, она названа прямо.

3. Что такое JPEG

JPEG — самый распространённый алгоритм сжатия фотографий, и он же дал имя расширению файлов, в которых лежит результат. Название идёт от комитета Joint Photographic Experts Group, который собрался в 1986 году; сам стандарт принят в 1992 году как ISO/IEC 10918. С тех пор он не менялся по сути и открывается всем, что вообще умеет показывать картинки.

Как он устроен. Кадр переводится из RGB в яркость и две цветоразностные составляющие, цветоразностные при желании уменьшаются вдвое — глаз этого почти не замечает. Дальше картинка режется на квадраты 8×8 точек, каждый квадрат преобразуется отдельно, мелкие детали огрубляются (квантуются) тем сильнее, чем меньше задано качество. Из-за этого при сильном сжатии видны квадраты 8×8, особенно на резких границах и надписях.

Что важно помнить про JPEG:

• Сжатие всегда с потерями. Режим без потерь в стандарте есть, но его почти никто не поддерживает (по сути это другой алгоритм), и на практике JPEG — это сжатие с потерями. Каждое повторное сохранение добавляет новые.
• Прозрачности нет. Отдельного канала прозрачности в формате не предусмотрено.
• Разрядность 8 бит, редко 12. Двенадцатибитный JPEG существует и применяется, но используется очень редко.
• Он очень быстрый. И на процессоре, и особенно на видеокарте. Это его главное неочевидное преимущество: если задача сводится к «сжать много и быстро», JPEG чаще всего и есть ответ.

4. Что такое JPEG2000

JPEG2000 — стандарт сжатия изображений, принятый в 2000 году как ISO/IEC 15444: в нём описан и алгоритм, и формат файла. Его делал тот же комитет, что и JPEG, отсюда похожее название. На этом сходство заканчивается: внутри это совсем другой алгоритм.

Вместо разбиения на квадраты кадр обрабатывается целиком вейвлет-преобразованием — картинка раскладывается на несколько уровней разрешения: грубая основа и добавки деталей. Дальше коэффициенты квантуются и кодируются по битовым плоскостям арифметическим кодером с контекстным моделированием. Из такого устройства вытекают все свойства формата.

• Одна общая схема алгоритма для случаев с потерями и без потерь. Разные вейвлеты: обратимый 5/3 для сжатия без потерь и 9/7 для сжатия с потерями.
• Нет блочных артефактов. Квадратов, которые выдают пережатый JPEG, здесь не бывает — делить на квадраты нечего. При сильном сжатии картинка немного размывается, но не рассыпается на квадраты.
• Прогрессивная выдача, причём в разных вариантах. Из одного и того же файла можно достать сначала грубую копию, а потом уточнять её — либо по качеству, либо по разрешению, либо по области кадра. Это не отдельные версии файла, а один поток, который можно читать частично.
• Область интереса. Из гигапиксельного снимка можно вытащить один фрагмент, не разжимая всё остальное. Для спутниковых снимков и цифровой патологии это главное свойство формата.
• Разрядность выше 8 бит и много компонент. 12 и 16 бит — обычное дело, компонент может быть больше трёх.
• Устойчивость к потерям. Потеря одного бита приводит к искажению данных только в конкретной битовой плоскости отдельного кодоблока, и чаще всего это незначительная потеря, причём она не влияет на содержимое остальных кодоблоков.

5. Что такое PNG

PNG появился в 1996 году как замена формату GIF и позже был принят как ISO/IEC 15948. Сжатие в нём только без потерь: что записали, то и прочитаете, байт в байт.

Работает он совсем иначе, чем два предыдущих. Никаких преобразований частот: строки картинки предсказываются по соседним и разность упаковывается обычным алгоритмом сжатия данных. На рисованной графике, скриншотах и схемах — там, где много одинаковых пикселей и резких границ, — это даёт отличный результат. На фотографии, где соседние точки почти никогда не совпадают, предсказание работает плохо, и файл получается большим.

Ещё у PNG есть полноценный канал прозрачности, в том числе полупрозрачность. Ни JPEG, ни JPEG2000 этого дать не могут.

6. Чем JPEG2000 отличается от JPEG: общее у них только название

Это первое, что стоит уяснить: JPEG2000 — не «новая версия JPEG». Файл JPEG2000 обычный просмотрщик JPEG не откроет, и наоборот. Разные и алгоритм, и формат файла; совпадает только имя комитета.

Насколько разными бывают артефакты, видно на картинке выше. Мы взяли один кадр, сжали его двумя алгоритмами до одного и того же размера файла — сжатие в 120 раз — и измерили, насколько сильно каждый отклонился от исходника. Меру отклонения называют PSNR и считают в децибелах: чем больше число, тем ближе результат к оригиналу. JPEG: 19 555 байт, PSNR 22,09 дБ. JPEG2000: 19 618 байт, PSNR 30,86 дБ — то есть при том же размере файла он ушёл от исходника заметно меньше. Кадр для этого взят синтетический и нарочно трудный, а сжатие — сильное: так разница видна глазом. На обычной фотографии и при разумном сжатии она заметно меньше.

Последние две строки объясняют, почему JPEG2000 не вытеснил JPEG, хотя задумывался как его преемник. В вебе он не открывается, а вычисления для его кодирования или декодирования заметно тяжелее — при том, что для типовой фотографии выигрыш в качестве при равном размере файла не настолько велик, чтобы за него платить.

7. Сильные и слабые стороны трёх форматов

8. Чем открыть файл JP2 и почему он не открывается в браузере

Почему не открывается. Поддержку JPEG2000 в браузеры так и не добавили. Из распространённых его открывает только Safari; Chrome, Firefox и Edge — нет. Это не поломка файла и не ошибка при кодировании: формат просто не поддерживается. Если картинку надо показать на сайте, её придётся перекодировать в JPEG, PNG, WebP или AVIF.

Чем открыть на компьютере.

• Просмотрщики общего назначения: IrfanView (нужен набор плагинов), XnView MP, GIMP.
• Командная строка: ImageMagick и утилиты открытого проекта OpenJPEG — opj_decompress и opj_compress.
• Геоданные: QGIS и всё, что работает через библиотеку GDAL. Снимки в JP2 обычно несут привязку к местности прямо внутри файла.
• Медицина: любой просмотрщик DICOM — JPEG2000 входит в этот стандарт как один из способов сжатия данных.
• Большие снимки, где важна скорость: вьюер JPEG2000 на видеокарте — он открывает гигапиксельные файлы и показывает фрагмент, не разжимая весь кадр.

Про расширения. Здесь как раз видна разница между алгоритмом и форматом. .jp2 — файл-контейнер: внутри сжатый поток плюс сведения о цвете и разрешении. .j2k и .j2c — тот же поток, но без контейнера. .jpx — расширенный контейнер. Сжатие во всех трёх одно и то же, различается только упаковка; если программа не открывает одно из них, стоит попробовать переименовать в другое, иногда помогает.

9. Где JPEG2000 не выбирают, а обязаны применять

Это самое важное и самое неочевидное про алгоритм и про формат. В большинстве отраслей, где он используется, его не выбирали по итогам сравнения — он записан в стандарт, и альтернативы нет.

• Цифровое кино. Пакет DCP, который получает кинотеатр, содержит кадры в JPEG2000. Это требование стандарта, а не предпочтение студии.
• Медицина. В стандарте DICOM, на котором держится вся медицинская визуализация, JPEG2000 — один из штатных способов сжатия, в том числе без потерь. Снимок, который нельзя портить, хранят именно так.
• Спутниковые и аэрофотоснимки. Здесь критично даже не сжатие, а возможность вытащить фрагмент и уменьшенную копию из огромного файла без полной распаковки. Есть и протокол выдачи кусков по сети — JPIP.
• Архивы и библиотеки. Национальные архивы и библиотеки принимают JPEG2000 как формат долговременного хранения: открытый стандарт, режим без потерь, устойчивость к сбоям.
• Телевещание и передача по эфиру. Малая задержка и устойчивость к потерям в канале.

Если ваша задача из этого списка, вопрос «а не взять ли что-то посовременнее» обычно не стоит: формат задан тем, кому вы отдаёте результат.

10. Стоит ли переходить на JPEG2000

Для картинок на сайте — нет. Браузеры его не открывают, а для веба есть JPEG, WebP и AVIF, которые открываются везде и дают файл меньше.

Стоит, если совпадает хотя бы одно:

• формат задан тем, кому вы сдаёте материал, — см. раздел 9;
• нужно сжатие без потерь, но PNG даёт слишком большой файл;
• съёмка 12 или 16 бит, и разрядность терять нельзя;
• снимки огромные, а работать надо с фрагментами;
• нужен один файл, из которого получают и превью, и полное качество.

Не стоит, если картинки уходят в веб, если главное — скорость и размер файла, или если принимающая сторона работает с обычными просмотрщиками.

11. Чем оплачены возможности JPEG2000: он требует затратных вычислений

Вейвлет по всему кадру и энтропийное кодирование с контекстным моделированием данных из битовых плоскостей требуют сложных вычислений. Насколько — мы измерили на одной машине, по той же методике, что и остальные наши бенчмарки.

Открытая библиотека OpenJPEG, занимая весь процессор AMD Ryzen 9 7950X (16 ядер, 32 логических), для картинок 2K показывает производительность около 77 кадров в секунду и около 15 кадров в секунду на кадре 4K при кодировании данных с потерями. Для этой реализации алгоритма JPEG2000 это предел: ни числом потоков, ни схемой подачи кадров, ни пересборкой библиотеки с векторными командами его не поднять. Одна видеокарта NVIDIA RTX 4090 с кодеком Fastvideo на тех же кадрах и при том же размере сжатого файла даёт 1914 и 616 кадров в секунду.

Полные таблицы выйдут отдельной статьёй — бенчмарки CPU и GPU для JPEG2000. Два кодека на видеокарте сравниваются между собой в статье про fvJPEG2000 и nvJPEG2000 на RTX 4090.

Практический вывод простой. Если JPEG2000 нужен для единичных файлов, скорость не важна и практически любая программа подойдёт. Если он стоит в конвейере, где кадры идут потоком, — кодировать или декодировать лучше на видеокарте, потому что производительность процессора в этой задаче невелика.

12. Как правильно писать: JPEG2000, JPEG 2000, J2K, JP2

Все четыре написания встречаются, и все означают одно и то же.

• JPEG 2000, через пробел, — написание самого стандарта: так он назван в ISO/IEC 15444 и в рекомендации ITU-T T.800.
• JPEG2000, слитно, — как обычно пишут разработчики и производители. В этой статье используется это обозначение.
• J2K — короткое имя, чаще всего в названиях программ и в разговоре.
• JP2 — строго говоря, это не алгоритм, а расширение файла-контейнера, но им часто называют и алгоритм, и формат целиком.

Путаницы из-за этого не бывает: если речь о формате, все четыре написания взаимозаменяемы.

13. А как же WebP, AVIF, HEIC и JPEG XL

Это форматы, появившиеся позже, и в вебе они действительно потеснили JPEG.

• WebP и AVIF открываются всеми современными браузерами и сегодня это обычный выбор для фотографий на сайте.
• HEIC — формат, в котором современные телефоны снимают по умолчанию.
• JPEG XL — случай особый: Chrome объявил об отказе от него в конце 2022 года, убрал поддержку в версии 110 в феврале 2023-го и вернул декодер в версии 145 в феврале 2026-го, но по умолчанию она выключена и там, и в Firefox, так что показывать изображения посетителям сайтов в этом формате пока нельзя.
• GIF остался для анимаций и ограничен палитрой в 256 цветов. TIFF — классический формат без потерь с поддержкой 16 бит, но сжимает слабо и браузерами не показывается.

Ни один из них не заменяет JPEG2000 там, где он реально применяется — в кино, медицине, геоданных и архивах.

14. Коротко

• JPEG — когда нужно быстро, компактно и чтобы открылось везде. Цена — потери, которые накапливаются.
• PNG — когда нужна графика без потерь и прозрачность. Для фотографий тяжёл.
• JPEG2000 — когда нужны сжатие без потерь, высокая разрядность, работа с фрагментами больших снимков или когда формат просто задан стандартом отрасли. Цена — поддержка не везде и высокая вычислительная сложность.
• JPEG2000 — не новая версия JPEG. Это другой алгоритм с тем же названием комитета в имени.

Если JPEG2000 нужен в вашем проекте и кадры идут потоком, посмотрите кодек JPEG2000 на CUDA: он считает на видеокарте NVIDIA, умеет режимы с потерями и без потерь и разрядность до 16 бит. Присылайте свои кадры с описанием задачи — пришлём варианты сжатия и числа на вашем материале.