JPEG 這個標準其實定義了多種壓縮算法以及編碼方式，也就是說，兩份 .jpg 的圖片在背後使用的算法可能各自不同。
我們先以壓縮算法來加以區分，共有四種：
- 循序（sequential）
- 遞進（progressive）
- 層次（hierarchical）
- 無損（lossless）
除了第四項的「無損」之外，其他三樣都是有損的，sequential 跟 progressive 的差別，我們看圖比較快：
（聲明：圖片來自此網站）
sequential 會由上而下解碼
progressive 則在解碼的過程中，從模糊漸漸變得清晰
而 hierarchical 類似於 progressive 的效果，但用了更加激進的方式，它會分別對一張圖片的不同解析度進行編碼。
除了以上四種壓縮算法的差別，在編碼時，也能夠選擇使用
- 霍夫曼編碼
- 算術編碼
這兩種不同的編碼方式。
除了壓縮算法跟編碼方式之外，還有一些參數可以調整，此處介紹一個較爲重要的：數據的精度。精度就是採樣時分割的細粒程度，譬如說，體重計能量測 0 ~ 128 公斤，那 8bit 的精度就足以採樣到 0.5 公斤的誤差。
所有 JPEG 規範組合中，最爲簡單的一種就是 baseline ，它
- 循序（sequential）
- 霍夫曼編碼
- 精度爲 8bit
它是最簡單，也最常被使用，提供個簡單的數據，我隨機從不同網站下載跟生成了七張圖片，其中就有六張使用了 baseline 流程，僅有一張採用了 progressive 的壓縮方式。
簡單又常用，是再容易不過的教學題目了。在往後的文章中，我們就先專注在 baseline 流程的 JPEG 上。
僅僅閱讀 JPEG 標準書，並無法解讀網路上所流通的 .jpg 檔，那是因爲這些 .jpg 檔，幾乎都服膺於另一個額外標準 JFIF。
JPEG 標準在 JPEG 的檔案結構中預留了數個可選的標頭，目的是供應用程式能夠進一步加以拓展、或是添加額外訊息，JFIF 就在是最泛用的一種，它在 JPEG 的標準之外定義了縮圖大小、在不同裝置上的顯示比例。
除了這些額外訊息， JFIF 也對 JPEG 加以限縮，例如限制了色彩空間。
我們之後要撰寫的解碼器，並不會處理到縮圖、顯示比例等等問題（畢竟這對理解編解碼並無幫助），因此 JFIF 的額外資訊我們基本不去管它，但是 JFIF 添加的限制，可以讓我們考慮更少狀況，解讀圖片時能夠更輕鬆。往後使用到 JFIF 所定義標準時，會特別提及。
在後文中，我們要解碼的是：
- 符合 JFIF 標準
- 採用 baseline 流程
的 .jpg 圖片
先看一張最簡單的圖
相信這張圖非常簡單易懂，我們接著將壓縮與解壓縮的流程放大來看，baseline JPEG 會透過 DCT 變換，將原色彩空間映射到新空間，再使用霍夫曼編碼嘗試進行壓縮。
解碼時則全部反過來，如下示意圖
DCT 變換以及霍夫曼編碼，都是完全可逆的運算，也就是說這樣得到的壓縮檔是無損的，爲了進一步提高壓縮率， baseline JPEG 還會拋棄掉一些人類視覺上感受不明顯的資訊：
- 將顏色從 RGB 空間轉換成 YCbCr 空間後，降採樣
- 在 DCT 變換之後，量化新空間裡的數據
以上這兩點都是有損的，是降低壓縮檔資料大小的最主要流程，加入這兩項之後，我們將示意圖更新爲
這張圖差不多把 JPEG 編解碼的主要流程畫出來了，但要寫一個解碼器，這些知識是遠遠不夠的，我們仍得瞭解更多細節。
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Q: 什麼是 DCT 變換、降採樣、霍夫曼編碼、YCbCr 色彩空間、量化？它們又爲什麼可以壓縮資料？
A: 請見 （附錄一）理論基礎