为什么嵌入到 PDF 中的 JPEG 渲染与原始图像略有不同？
Why does a JPEG embedded into a PDF render slightly differently than the original?
PDF 容器允许将完整的 JPEG 文件（包括 header 和所有文件）嵌入到文档中。但是，即使存储在 PDF 中的 JPEG 与原始文件 bit-by-bit 相同，它的呈现方式也会与原始 JPEG 略有不同。我想知道为什么会这样，以及如何使 PDF 中的 JPEG 呈现与原始 JPEG 文件完全一样。以下是重现我的发现的方法：
设置
拿这张测试图(md5sum: 5085774e481966b3359df0745c57daca)
curl https://i.stack.imgur.com/fRHo8.jpg > test.jpg
并将其放入 pdf 容器中。您可以使用工具 img2pdf
img2pdf --producer="" --nodate test.jpg > test.pdf
或者您可以使用 PDF 的这个 gzip base64 表示：
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将 base64 复制粘贴到文本文件中，然后 运行:
$ base64 -d test.txt | gzip -cd > test.pdf
最终PDF的md5sum：156994ee6590ef8421fad1325378906d
大概关键的部分：
6 0 obj
<</BitsPerComponent 8 /ColorSpace /DeviceRGB /Filter /DCTDecode /Height
60 /Length 1790 /Subtype /Image /Type /XObject /Width 60>>
stream
在 PDF 查看器中查看它会显示原始图像。至少那是你的想法，但我们现在将揭示其中的微小差异。为了测试 PDF 的渲染方式，我们使用了三种不同的渲染引擎，以确保这是一个系统错误，可能不是特定渲染引擎的问题
ghostscript
$ gs -dNOPAUSE -dBATCH -sDEVICE=png16m -r96 -sOutputFile=gs.png test.pdf
波普勒
我们使用 Debian 和衍生产品中 poppler-utils 软件包中的 pdftocairo 工具。
$ pdftocairo -r 96 -png test.pdf poppler
mupdf
$ mutool draw -o mupdf.png -r 96 test.pdf
评价
第一个观察结果：这三个工具都生成相同的 PDF 渲染图。我们使用 imagemagick 进行比较。
$ compare -metric AE mupdf.png gs.png null:
0
$ compare -metric AE poppler-1.png mupdf.png null:
0
$ compare -metric AE gs.png poppler-1.png null:
0
现在我们与原始输入图像进行比较：
$ compare -metric AE mupdf.png test.jpg null:
105
$ compare -metric AE poppler-1.png test.jpg null:
105
$ compare -metric AE gs.png test.jpg null:
105
让我们想象一下差异：
有人可能会认为，当我们将 test.jpg 嵌入 PDF 容器时，某些数据可能已更改，所以让我们从 PDF 中提取 JPEG：
$ pdfimages -j test.pdf extracted
pdfimages 从 PDF 中提取的数据与输入图像完全相同 test.jpg:
$ cmp test.jpg extracted-000.jpg || echo different
$ md5sum extracted-000.jpg test.jpg
5085774e481966b3359df0745c57daca extracted-000.jpg
5085774e481966b3359df0745c57daca test.jpg
结论
因此，显然，PDF 文件中嵌入的 JPEG bit-by-bit 与原始 JPEG 相同。不过，渲染 PDF 会产生与输入略有不同的结果。更重要的是：三个不同的 PDF 引擎产生相同的差异。
这是为什么？
如何使 PDF 显示与输入的 JPEG 完全一样？
我猜测，ImageMagick 使用的是与其他三个引擎不同的 JPEG 解码器，因为它们彼此一致。我知道 Ghostscript 和 MuPDF 使用 jpeglib，不知道 poppler。
所以你说的不是 PDF 变体 'wrong' 只是 'not the same as compare (the ImageMagick tool ?)' 这不是 (IMO) 相同的东西。您也可以让 Ghostscript 渲染原始 JPEG，通过在 lib 目录中使用 viewjpeg.ps，我相当确定 MuPDF 也可以直接渲染 JPEG 文件。我敢打赌，他们渲染 JPEG 的方式与渲染包含 JPEG 的 PDF 相同。
JPEG 是一种有损格式，它使用的离散余弦变换是一种数学变换（它使用高通和低通滤波器），我敢打赌这仅仅是由于所用数学的舍入差异在从过滤后的数据中重建样本时，我强烈怀疑您无法通过肉眼发现任何差异。您是否看过图像中相关位置的样本 RGB 值？
我建议您尝试使用 JPEG 作为 MuPDF 和 Ghostscript 的直接输入（如果可以，还可以使用 poppler）。我的期望是结果将与 PDF 的呈现相匹配。
在这种情况下，谁是奇数鬃毛？
两者都是色彩空间sRGB。但一个区别是您的 test.jpg 没有颜色配置文件。但是 test.pdf 有一个 sRGB.icc 配置文件，至少在使用 Imagemagick 转换为 convert test.jpg test.pdf 时是这样。添加颜色配置文件通常可以改变图像的查看方式，即使数据相同，但查看方式可能取决于查看者以及是否采用 sRGB 配置文件（即使它不存在）或忽略配置文件。使用 Imagemagick identify -verbose，我明白了
test.jpg
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Elapsed time: 0:01.000
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test.pdf
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Artifacts:
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Tainted: False
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Elapsed time: 0:01.009
Version: ImageMagick 6.9.10-10 Q16 x86_64 2018-08-14 https://www.imagemagick.org
在转换为 PDF 之前，尝试将 sRGB.icc 配置文件添加到您的 test.jpg 文件。看看有没有帮助。
PDF 容器允许将完整的 JPEG 文件（包括 header 和所有文件）嵌入到文档中。但是，即使存储在 PDF 中的 JPEG 与原始文件 bit-by-bit 相同，它的呈现方式也会与原始 JPEG 略有不同。我想知道为什么会这样，以及如何使 PDF 中的 JPEG 呈现与原始 JPEG 文件完全一样。以下是重现我的发现的方法：
设置
拿这张测试图(md5sum: 5085774e481966b3359df0745c57daca)
curl https://i.stack.imgur.com/fRHo8.jpg > test.jpg
并将其放入 pdf 容器中。您可以使用工具 img2pdf
img2pdf --producer="" --nodate test.jpg > test.pdf
或者您可以使用 PDF 的这个 gzip base64 表示：
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$ base64 -d test.txt | gzip -cd > test.pdf
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在 PDF 查看器中查看它会显示原始图像。至少那是你的想法，但我们现在将揭示其中的微小差异。为了测试 PDF 的渲染方式，我们使用了三种不同的渲染引擎，以确保这是一个系统错误，可能不是特定渲染引擎的问题
ghostscript
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我们使用 Debian 和衍生产品中 poppler-utils 软件包中的 pdftocairo 工具。
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评价
第一个观察结果：这三个工具都生成相同的 PDF 渲染图。我们使用 imagemagick 进行比较。
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让我们想象一下差异：
有人可能会认为，当我们将 test.jpg 嵌入 PDF 容器时，某些数据可能已更改，所以让我们从 PDF 中提取 JPEG：
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pdfimages 从 PDF 中提取的数据与输入图像完全相同 test.jpg:
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结论
因此，显然，PDF 文件中嵌入的 JPEG bit-by-bit 与原始 JPEG 相同。不过，渲染 PDF 会产生与输入略有不同的结果。更重要的是：三个不同的 PDF 引擎产生相同的差异。
这是为什么？
如何使 PDF 显示与输入的 JPEG 完全一样？
我猜测，ImageMagick 使用的是与其他三个引擎不同的 JPEG 解码器，因为它们彼此一致。我知道 Ghostscript 和 MuPDF 使用 jpeglib，不知道 poppler。
所以你说的不是 PDF 变体 'wrong' 只是 'not the same as compare (the ImageMagick tool ?)' 这不是 (IMO) 相同的东西。您也可以让 Ghostscript 渲染原始 JPEG，通过在 lib 目录中使用 viewjpeg.ps，我相当确定 MuPDF 也可以直接渲染 JPEG 文件。我敢打赌，他们渲染 JPEG 的方式与渲染包含 JPEG 的 PDF 相同。
JPEG 是一种有损格式，它使用的离散余弦变换是一种数学变换（它使用高通和低通滤波器），我敢打赌这仅仅是由于所用数学的舍入差异在从过滤后的数据中重建样本时，我强烈怀疑您无法通过肉眼发现任何差异。您是否看过图像中相关位置的样本 RGB 值？
我建议您尝试使用 JPEG 作为 MuPDF 和 Ghostscript 的直接输入（如果可以，还可以使用 poppler）。我的期望是结果将与 PDF 的呈现相匹配。
在这种情况下，谁是奇数鬃毛？
两者都是色彩空间sRGB。但一个区别是您的 test.jpg 没有颜色配置文件。但是 test.pdf 有一个 sRGB.icc 配置文件，至少在使用 Imagemagick 转换为 convert test.jpg test.pdf 时是这样。添加颜色配置文件通常可以改变图像的查看方式，即使数据相同，但查看方式可能取决于查看者以及是否采用 sRGB 配置文件（即使它不存在）或忽略配置文件。使用 Imagemagick identify -verbose，我明白了
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