JPEG 2000

JPEG 2000 (tai jp2 ) on graafinen muoto, joka käyttää aallokemuunnostekniikkaa JPEG -muodossa käytetyn diskreetin kosinimuunnoksen sijaan perustuen signaalin esittämiseen perustoimintojen - aaltopakettien - superpositiona.

Tällaisen pakkaamisen seurauksena kuva on tasaisempi ja selkeämpi ja tiedostokoko pienempi verrattuna samanlaatuiseen JPEG-tiedostoon. JPEG 2000 on täysin vapaa edeltäjänsä päähaitoista: wavelettien käytön vuoksi tähän muotoon tallennetut kuvat korkeilla pakkaussuhteilla eivät sisällä artefakteja 8x8 pikselin lohkojen "hilan" muodossa. JPEG 2000 -muoto, kuten JPEG, tukee niin kutsuttua "progressiivista pakkausta", jonka avulla näet ensin epäselvän kuvan ja sitten yhä selkeämmän kuvan latautuessaan.

Vuodesta 2018 lähtien sitä ei ole otettu laajalti käyttöön. Tämä johtuu monista syistä, jotka ovat aikoinaan vaikuttaneet standardin käyttöön ottamiseen. Näitä ovat toteutuksen monimutkaisuus ja muistivaatimukset [3] .

Edut

JPEG 2000:n tärkeimmät edut JPEG:iin verrattuna:

• Suurempi pakkaus saavutetaan käyttämällä diskreettiä aallokemuunnoksia ja monimutkaisempaa entropiakoodausta.

• Alakuvan skaalautuvuus: JPEG 2000 pakkaa saumattomasti kuvan eri komponentit, ja jokainen komponentti tallentaa 1–16 bittiä näytettä kohti . Eston ansiosta voit tallentaa eri resoluutioisia kuvia yhteen koodivirtaan.

• Koodivirran satunnaiskäyttö, jota joskus kutsutaan myös ROI- käytöksi JPEG 2000 -koodivirta tarjoaa useita mekanismeja, jotka tukevat satunnaiskäyttöä, ja myös useita alajakoasteita (ROI)

• Joustava tiedostomuoto: JP2- ja JPX-tiedostomuodot tallentavat väriavaruustietoja, metatietoja ja tietoja, jotka mahdollistavat jatkuvan pääsyn verkkosovelluksiin, jotka kommunikoivat JPEG Part 9 JPIP-protokollan avulla.

Muut JPEG 2000:n edut esitellään virallisella sivulla.

Liittyvät standardit

JPEG 2000 -standardiin on tehty useita lisäyksiä, joista osa ei ole vielä otettu käyttöön, mukaan lukien:

• ISO/IEC 15444-2 :2000 - lisätoimintoja, kuten ruudukon kvantisointi, laajennettu tiedostomuoto ja lisäväriavaruuden muunnokset ;
• ISO/IEC 15444-4 :2000 - linkkien testaus;
• ISO/IEC 15444-6 :2000 - yhdistelmäkuvatiedostomuoto, jonka avulla voit pakata tekstiä ja kuvaa samanaikaisesti;
• JPSEC - Secure Image Transmission Extension (käsitelty ISO:ssa);
• JPIP - Yhteyspohjainen kuvien selaus (käsitelty ISO:ssa).

JPEG 2000 -sovellukset

Tämän standardin tärkeimmät sovellusalueet ovat:

• digitaalinen elokuva ;
• Omistajan kuvan tallentamiseksi biometrisiin passeihin (03.08.2013 alkaen pakkaamiseen käytetään JasPer 1.6:ta)
• Yhdysvaltain kongressin kirjasto käyttää JPEG 2000 -muotoa yhtenä muotona karttojen digitoitujen versioiden tallentamiseen. [neljä]

Yhtäläisyyksiä ICER-kompressorin kanssa

JPEG 2000 on monella tapaa samanlainen kuin NASAn käyttämä ICER -kuvanpakkausmuoto kuvien pakkaamiseen avaruuskokeissa.

ICER perustuu myös aalloihin ja tarjoaa:

• progressiivinen koodaus,
• häviötön pakkaus (toisin kuin JPEG 2000, ICER käyttää tässä tilassa modifioitua LOCO -I ( Low Complexity Lossless Compression of Images ) -kompressoria), 
• häviöllinen pakkaus ,
• virheenkorjaus rajoittaa tiedon häviämisen vaikutusta viestintäkanavassa.

ICER tarjoaa yleensä JPEG 2000:een verrattavan pakkauksen.

ICER:n toiminto, joka on samanlainen kuin JPEG 2000, on se, että molemmat kompressorit:

• tarjota kuvan jakaminen lohkoihin pakkauksen tehokkuuden lisäämiseksi, mikä mahdollistaa viestintäkanavan, RAM-muistin ja prosessorin ajan tehokkaamman käytön;
• voit muuttaa pakkausastetta kuvan koon mukaan ( tavuina );
• voit muuttaa pakkaussuhdetta laadun mukaan (vaikka ICER muuttaa pakkaussuhdetta 1 %:n virheellä ).

Erot ICER:n ja JPEG 2000:n välillä:

• JPEG 2000 käyttää liukulukuaritmetiikkaa , ICER vain kokonaislukuaritmetiikkaa;
• ICER käyttää modifioitua LOCO-kompressoria häviötöntä pakkausta varten;
• JPEG 2000 käyttää useita erilaisia ​​häviötöntä pakkausmalleja vaihtamalla aallokekompressorin häviöttömään pakkaustilaan;
• ICER ja JPEG 2000 käyttävät eri väriavaruutta ;
• ICER nykyisessä muodossaan pakkaa yksiväriset kuvat paremmin kuin värikuvat . .

Oikeudelliset riidat

JPEG 2000 ei ole vapaa patentoiduista pakkausalgoritmeista, mutta JPEG-komitea on hyväksynyt, että niitä voidaan käyttää ilmaiseksi osana tätä muotoa: [5]

Aina yksi JPEG-komitean julkaisemien standardien suurimmista eduista on ollut, että ne voidaan toteuttaa peruskokoonpanossa ilman lisenssimaksuja. Uusi JPEG 2000 -standardi laadittiin tätä mahdollisuutta silmällä pitäen, 20 suuren organisaation - useimpien pakkausalan patenttien haltijoiden - välillä saavutettiin sopimus, joka mahdollisti heidän immateriaalioikeuksiensa käytön osana standardin käyttöönottoa ilman rojalteja.

Tietysti epämääräiset ja piilotetut patentit voivat silti olla vaarallisia. JPEG 2000 on kuitenkin pidettävä turvallisempana formaattina kuin esimerkiksi MP3, jolle tällainen työ tehtiin paljon alhaisemmalla tasolla.

Pakkauksen artefaktit

JPEG 2000 -algoritmilla, jossa on korkea pakkaus (häviöt) pakattaessa esiintyvät artefaktit, eroavat laadullisesti vähän JPEG-kompressorilla pakattaessa esiintyvistä artefakteista - paikoissa, joissa alkuperäisen kuvan värisiirtymät olivat tasaiset, niistä tulee vielä tasaisempia ( epäselvä); samoissa paikoissa, joissa oli teräviä kirkkauden tai värin siirtymiä (kuvan alueet, joissa on suuri kontrasti), tyypillinen artefakti ilmestyy kirkkaan ääriviivan muodossa, joka kehystää siirtymän rajaa, hieman (parin pikselin verran) vetäytyen. siirtymän tummemmasta osasta. Erot artefakteissa - ei 8 x 8 pikselin ruudukkoa; pienten yksityiskohtien värit, jotka eroavat väriltään suuresti taustasta, eivät vääristy; JPEG 2000:lle ominaiset artefaktit näkyvät suuremmilla pakkaussuhteilla kuin JPEG:ssä.

Vertailu PNG:hen

Vaikka JPEG 2000 -muoto tukee häviötöntä pakkausta, sen ei ole tarkoitus korvata kokonaan PNG-muotoa, joka on yksi yleisimmin käytetyistä formaateista tähän tarkoitukseen nykyään.

PNG ( Portable Network Graphics) -muoto tukee joitain ominaisuuksia, kuten läpinäkyvyyttä, joita JPEG 2000 -muoto ei tue. Häviöttömän pakkauksen kannalta PNG:llä on suhteellisen parempi ohjelmistotuki ja toiminnallisuus, joten se soveltuu paremmin häviöttömien kuvien tallentamiseen. alkuperäinen laatu.

PNG:n ja JPEG 2000:n virheellinen vertailu johtaa usein hämmennykseen ja väärinymmärrykseen formaattien todellisesta tarkoituksesta. JPEG 2000 suunniteltiin alun perin erittäin joustavaksi alustaksi korvaamaan JPEG ja osittain TIFF kyvyllä säästää 16 bittiä sekä häviöisellä että häviöttömällä pakkauksella.

PNG kehitettiin korvaamaan GIF toimimaan grafiikan kanssa.

Katso myös

• WebP
• jpeg xr
• JPEG
• JPEG-LS
• Motion JPEG 2000

Muistiinpanot

1. ↑ http://www.iana.org/assignments/media-types/image/jp2
2. ↑ http://www.iana.org/assignments/media-types/image/jpm
3. ↑ Miksi JPEG 2000 ei koskaan levinnyt - ANSI-blogi . Haettu 15. joulukuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 16. joulukuuta 2018. (määrätön)
4. ↑ Kuinka katsoa (American Memory from the Library of Congress)  ( 2014). Haettu 3. helmikuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 26. tammikuuta 2014.
5. ↑ Tervetuloa JPEG-tiedostoon Arkistoitu 14. heinäkuuta 2007. .

Kirjallisuus

• Jin Li. Kuvan pakkaus: JPEG 2000:n matematiikka  //  Moderni signaalinkäsittely. - MSRI Publications, 2003. - Voi. 46 . - s. 185-221 .
• Taubman, David S. ja Marcellin, Michael W. JPEG 2000: Image Compression Fundamentals, Standards and Practice. - Kluwer Academic Publishers, 2001. - 776 s. — ISBN 079237519X .

Linkit

• Virallinen sivusto  (englanniksi)
• Yhdeksän JPEG 2000 -koodekin vertailu tuloksena olevan laadun suhteen
• Kaikki mitä olet aina halunnut tietää JPEG 2000  intoPIX , 2008
• JPEG2000:n vertailuarvot ja suorituskykymittaukset GPU:lla (englanniksi) 2018
• OpenJPEG-kirjasto on avoimen lähdekoodin projekti JPEG 2000 -koodekille.