JPG(JPEG) 포맷 — 사진 압축의 표준
JPG(JPEG) 포맷의 표준화 역사(1992년 ITU-T T.81)와 DCT·양자화 기반 손실 압축 원리, 투명도가 없는 이유, 점진적 JPEG와 파일 구조, 품질 설정 요령과 다른 포맷으로 변환할 때 주의할 점을 정리했습니다.
JPEG는 이 표준을 만든 위원회 이름(Joint Photographic Experts Group)에서 따온 이름이고, 파일 확장자로는 .jpg가 가장 흔합니다. 1986년 결성된 위원회가 만든 규격이 1992년 9월 ITU-T 권고 T.81로, 1994년 ISO/IEC 10918-1로 승인되었습니다. 30년 넘게 지난 지금도 디지털카메라, 스마트폰, 웹, 관공서 업로드 창에서 가장 널리 받아 주는 사진 포맷입니다.
압축 원리
- RGB 색을 밝기(Y)와 색차(Cb, Cr)로 바꾸고, 흔히 색차의 해상도를 절반으로 줄입니다(크로마 서브샘플링).
- 이미지를 8×8 픽셀 블록으로 나눠 이산 코사인 변환(DCT) 으로 주파수 성분을 구합니다.
- 각 성분을 양자화 테이블 값으로 나누고 반올림합니다. 품질 설정을 낮추면 나누는 값이 커져 고주파 세부가 더 많이 사라집니다. 손실은 이 단계에서 생깁니다.
- 남은 값을 허프만 부호로 무손실 압축합니다.
사람 눈이 덜 민감한 정보부터 버리기 때문에 자연 사진에서는 높은 압축률에서도 차이가 잘 보이지 않습니다. 반면 글자·선·단색 경계에서는 경계 주변에 번짐(링잉)과 8×8 블록 자국이 나타납니다.
파일 구조와 JFIF·EXIF
JPG 파일은 항상 FF D8(이미지 시작)로 시작하고 FF D9(이미지 끝)로 끝납니다. 그 사이에 양자화 테이블, 허프만 테이블, 이미지 크기 같은 정보가 "마커"라는 단위로 이어집니다. 파일 앞부분에는 보통 JFIF(APP0 마커) 또는 EXIF(APP1 마커) 정보가 붙는데, 디지털카메라와 스마트폰은 촬영 정보와 위치를 담은 EXIF를 씁니다. 사진을 공유하기 전에 위치 정보를 지워야 하는 이유가 여기에 있습니다(EXIF 가이드).
기준선 JPEG와 점진적 JPEG
T.81은 위에서부터 차례로 그리는 기준선(baseline) 방식과, 흐릿한 전체 그림을 먼저 보여 주고 점점 선명하게 하는 점진적(progressive) 방식을 모두 정의합니다. 웹에서 큰 사진을 보여 줄 때는 점진적 방식이 체감 속도에 유리하고, 오래된 장비나 제출 시스템과의 호환성이 중요하면 기준선 방식이 안전합니다. 표준에는 무손실 모드도 있지만 거의 쓰이지 않습니다.
장점과 한계
- 호환성: MDN 기준 모든 주요 브라우저가 처음부터 지원했으며, 사실상 모든 운영체제·프로그램이 엽니다.
- 조절 폭: 품질 값 하나로 용량을 넓게 조절할 수 있습니다. 사진은 품질 70~85가 효율이 좋은 구간입니다.
- 투명도 없음: 알파 채널이 없어서 투명 배경을 저장할 수 없습니다.
- 재저장 손실: 열고 저장할 때마다 양자화가 다시 일어나 화질이 조금씩 떨어집니다.
- 8비트 한계: HDR이나 넓은 계조를 담기 어렵고, 하늘처럼 완만한 그라데이션에서 계단 현상이 생길 수 있습니다.
주 용도
사진 공유, 원서·증명사진 제출, 이메일 첨부, 인쇄소 전달처럼 받는 쪽이 무엇을 쓰는지 모를 때 가장 안전한 선택입니다. 스크린샷·로고·도표에는 PNG가 더 적합합니다.
다른 포맷으로 변환할 때
- JPG → PNG: 추가 손실은 없지만 이미 사라진 정보가 돌아오지 않고, 용량은 대개 몇 배로 커집니다. JPG를 PNG로 바꾸는 것은 편집을 여러 번 반복하거나 투명 영역을 추가할 때만 의미가 있습니다.
- JPG → WebP·AVIF: 손실 위에 손실이 더해지지만, 적당한 품질이면 용량을 크게 줄일 수 있습니다(JPG를 WebP로).
- 다른 포맷 → JPG: 투명한 부분은 흰색 등 단색으로 채워지고, 10비트 이상 색 정보는 8비트로 줄어듭니다.
- EXIF 방향: 스마트폰 JPG는 회전 정보를 EXIF에 담는 경우가 많습니다. 변환 도구가 이를 적용하지 않으면 사진이 옆으로 누워 보일 수 있습니다.
용량을 목표 KB에 맞추는 방법은 사진 용량 줄이는 원리를 참고하세요.