JPEG 2000
| JPEG 2000 | |
|---|---|
| |
| Filutvidelse : |
.jp2, .j2k, .jpf, .jpg2, .jpx, .jpm, .mj2, .mjp2
|
| MIME-type : | image / jp2, image / jpx, image / jpm, video / mj2 |
| Utviklet av: | Fellesgruppe for Foto-eksperter |
| Første utgivelse: | 2000 (Core) |
| Type: | Grafisk format |
| Utvidet av: | JPEG |
| Standard (er) : | ISO / IEC 15444 |
JPEG 2000 (ISO-standard 15444) er et grafisk format for rastergrafikk med bildekomprimering , for eksempel PNG eller GIF . Imidlertid er JPEG 2000 basert på den diskrete wavelet-transformasjonen (DWT). I likhet med den velkjente JPEG , er den utgitt av Joint Photographic Experts Group . JPEG 2000 muliggjør både tapsfri og tapsfri komprimering . Dette formatet gjør det mulig å oppnå gode komprimeringshastigheter for fotolignende bilder. Bildefilene kan inneholde et antall metadata , som gjør det lettere å administrere og finne bildene.
Fordeler over JPEG
JPEG 2000- formatet har flere fordeler i forhold til JPEG :
- Bedre kompresjonsrate for en gitt kvalitet (kvalitet definert av objektive beregninger eller subjektive tester)
- mer enn 8/12 bits per fargekanal mulig.
- Bilder som er større enn 64 000 × 64 000 piksler mulig.
- visse bilderegioner av interesse kan komprimeres og dekomprimeres i høyere kvalitet (ROI = Region of Interest )
- Opptil 256 fargekanaler. Dette muliggjør forskjellige fargeprofiler som RGB og CMYK i ett bilde, så vel som andre ICC-profiler .
- Mye mer fleksibel enn JPEG - forskjellige progresjonsmodi, kan bilder optimaliseres i henhold til ulike objektive kvalitetsfunksjoner.
- Plass for alle metadata i Extensible Markup Language (XML-format)
- Foreskrevet trinnvis, d. H. trinnvis bildekonstruksjon (valgfritt i JPEG). Dette betyr at skjermen kan vises i lavere kvalitet ved å bare bruke en del av originalfilen uten omberegninger.
- JPEG 2000 støtter alfakanaler for å representere gjennomsiktighet.
Ulemper over JPEG
- Alle utvidelser av JPEG 2000-filformater som går utover den rene bildedatastrømmen (for eksempel formater for metadata, data om fargerom) er ikke offentlig . Selv for bildedatastrømmen garanterer JPEG 2000-konsortiet ikke uttrykkelig friheten fra mulige tredjepartslisenskrav.
- JPEG 2000 er inkompatibel med JPEG. Sammenlignet med sin kvasi-universelle brukervennlighet er JPEG 2000 mindre vanlig på nesten alle bildebehandlingsenheter og i nesten alle programmer med grafikkstøtte. Årsaken til dette er for det meste bekymringer rundt patentloven; sannsynligvis også mangelen på bakoverkompatibilitet med eldre programmer og enheter.
Nivåer av kompresjon
- Inndeling av bildet i delvise bilder
- Transformasjon av fargerommet (hvis fargebilde)
- Diskret wavelet transformasjon av de delvise bildene med påfølgende trellis kvantisering
- Kvantisering
- A-posteriori (postkompresjon) forvrengning
- Entropikoding
I tilfelle tapskompresjon brukes den biortogonale Cohen - Daubechies - Feauveau 9/7 wavelet-transformasjonen. Tapsfri kompresjon bruker den biortogonale CDF 5/3 wavelet-transformasjonen (også kalt LeGall 5/3 wavelet-transformasjon).
Dekompresjonen skjer i omvendt rekkefølge uten hastighetsforvrengning.
Spredning og støtte
Formatet brukes hovedsakelig i profesjonelle miljøer som medisinsk teknologi og digital kino (standardisert av Digital Cinema Initiatives ). Hovedårsaken til dette er sannsynligvis at forgjengeren JPEG er tilstrekkelig for de fleste brukere, og at mindre gratis kodingsprogramvare er tilgjengelig på grunn av lisensieringskrav. De dyrere maskinvareløsningene (som dekoderbrikker i digitale kameraer) bremser også spredningen for private brukere.
Det er kvalitative forskjeller mellom forskjellige dekodere , som er spesielt merkbare ved høyere kompresjonshastigheter.
ImageMagick , GraphicsMagick eller ExactImage, som er basert på JasPer-biblioteket, tilbyr en enkel, gratis måte å lage dem på . Imidlertid støttes bare enkel komprimering.
OpenJPEG- prosjektet og CQJ2K-biblioteket lover en mer konsistent implementering av JPEG 2000-standarden i fri programvare .
Programmet XnView i Windows-versjonen (1.96) støtter lagring uten størrelsesbegrensninger.
For Adobe Photoshop var det en valgfri plugin-modul fra versjon 5 til CS3 ; fra tredjepartsleverandører: en gratis plug-in fra fnord-programvare, en gratis plug-in med omfattende programvarebiblioteker og nettlesertillegg fra LuraTech Europe GmbH eller den gratis ikke-kommersielle plugin-modulen fra LEAD Technologies, Inc. I dag er Adobes produkter støtter JPEG 2000.
Corel Paint Shop Pro Photo versjon 8 støtter naturlig lesing og skriving av JPEG 2000, PhotoLine støtter det, i likhet med versjonene SE Plus, Ai Studio, DC Pro Studio og HDR Studio til skanner- og bildebehandlingsprogramvaren SilverFast fra LaserSoft Imaging .
Noen programmer som er mye brukt, for eksempel Microsoft Paint , støtter ennå ikke standarden. JasPer har bevist seg som et gratis alternativ på POSIX- kompatible systemer.
Mozilla Firefox på macOS viser JPEG 2000. For at Firefox skal være uavhengig i denne forbindelse ble det skrevet et tillegg for JPEG 2000-støtte som en del av Summer of Code '07. Imidlertid ble denne koden aldri inkludert i Firefox-kjernen. Integrasjonen av JPEG 2000 i nettleseren fortsetter å bli hemmet av implementerings- og patentrettproblemer.
JPEG 2000 er integrert i PDF- format fra versjon 1.5.
Den VivaDesigner programmet fra versjon 9 støtter lesing JPEG 2000.
Mathematica støtter lesing og skriving av JPEG 2000 i henhold til ISO 15444-1.
Apple har til hensikt å avslutte støtten for JPEG 2000 i Final Cut Pro X med oppdateringen til macOS 10.15 .
IrfanView kan lese og skrive JPEG 2000 ved hjelp av en plug-in.
Filformat og kodestrøm
I likhet med JPEG-1 skiller JPEG 2000 mellom en såkalt kodestrøm og et filformat. Mens kodestrømmen er tilstrekkelig til å dekode eksemplene på bildet, lagres ytterligere metainformasjon som oppløsningen og fargeplassen til det kodede bildet i filformatet. ISO spesifiserer filtypen .jp2 for filformatet , det er ikke gitt noen filtypen for kodestrømmen , siden kodestrømmen som sådan ikke er ment å bli lagret direkte som en fil. Utvidelsene .jpc , .j2c eller .j2k brukes imidlertid til dette.
eksempel Bilder
|
8,8 ganger komprimert JPEG-bilde av en grav i Camposanto Monumentale i Pisa. |
|
Det samme bildet komprimert 66 ganger. Du kan tydelig se blokkgjenstandene . |
|
Det samme bildet komprimert 66 ganger med JPEG 2000. Blokkgjenstandene er mye mindre uttalt. |
| ||
| opprinnelig | JPEG | JPEG 2000 |
|---|---|---|
Typiske egenskaper
I motsetning til JPEG-1, unngår JPEG 2000 forstyrrende blokkgjenstander med høy kompresjon takket være wavelet-transformasjonen. I stedet har bildene en tendens til å ha uskarpe gjenstander og skygger i harde kontraster. JPEG 2000 er spesielt egnet for store bilder, siden de større blokkene i wavelet-filtre har fordeler i forhold til de ganske små 8 × 8 blokkene i DCT av JPEG-1. For mindre bilder, avhengig av bildeinnholdet, kan JPEG-1 også tilby en kvalitetsfordel.
Utvidelser
JPEG-2000-standarden er delt inn i 13 understandarder, som fra og med den grunnleggende standarden ISO / IEC 15444-1 : 2000 spesifiserer forskjellige tillegg og utvidelser til andre bruksområder. Disse inkluderer for eksempel:
- 15444-2: Utvidede kodingsalternativer, som ekstra fargearealer, trelliskvantisering, et utvidet filformat ( .jpx ) som gjør at animert JPEG 2000 eller overplassering av flere kodestrømmer kan danne et felles bilde.
- 15444-3: Motion-JPEG 2000 for koding av bevegelige bilder, i likhet med Motion-JPEG.
- 15444-4: Spesifiserer samsvarstester og inkluderer stresstester for dekodere
- 15444-5: Referanseprogramvare, som består av JasPer og JJ2000-kodeken.
- 15444-6: Et sammensatt bildefilformat som kombinerer flere kodingsmetoder for å kode skannede dokumenter optimalt med bilde- og tekstkomponenter.
- 15444-9: En bildesuringsprotokoll som deler av veldig store bilder (f.eks. Fra medisinske databaser) kan sees interaktivt over Internett.
- 15444-10: Komprimering av tredimensjonale volumdata (JP3D)
- 15444-12: ISO-Base-Media-Format, et containerformat for å flytte bilder spesifisert sammen med MPEG .
Standardiseringen av JPEG 2000 er nå fullført, men ISO fortsetter å opprettholde standarden og korrigerer fortsatt feil og diskuterer ytterligere tillegg.
applikasjoner
JPEG 2000 er ikke veldig til stede i hjemmemarkedet, men det er noen spesielle applikasjoner der det brukes mye:
- Den DICOM standarden for medisinske data kan ta JPEG-2000 bilder.
- De Digital Cinema Initiatives , en sammenslutning av de fleste store filmstudioer / distributører, bruker Motion JPEG 2000 som standard for lagring, distribusjon og visning av 2K og 4K opptakene .
- Noen TV-kringkastere bruker Motion JPEG 2000 for dataredusert overføring av SD / HD-filmmateriale i sine nettverk.
- Noen store arkiver bruker JPEG 2000 for langsiktig arkivering av dokumentene. Praksisereglene "digitalisering" av det tyske forskningsstiftelsen tillater både TIFF og tapsløs JPEG 2000, siterer effektiv komprimering som en fordel og refererer til Library of Congress og British Library , som er avhengige av JPEG 2000.
- På de nye passene til Forbundsrepublikken Tyskland lagres passbildene i JPEG 2000-format med en bildestørrelse på 18 kB.
- Den virtuelle verdensprogramvaren Second Life bruker JPEG 2000 til å lagre all grafikk og teksturer .
- Noen eksponeringstjenester bruker JPEG 2000 for å overføre bildene.
litteratur
- David S. Taubman, Michael Marcellin: JPEG2000: Image Compression Fundamentals, Standards and Practice. (= Kluwer International Series in Engineering & Computer Science . No. 2 ). Kluwer Academic Publishers, Boston 2001, ISBN 0-7923-7519-X .
- Paolo Buonora, Franco Liberati: Et format for digital bevaring av bilder. En studie om JPEG 2000 File Robustness. I: D-Lib Magazine . teip 14 , nei. 7/8 , doi : 10.1045 / juli2008-buonora .
- Tilo Strutz: Bildekomprimering: grunnleggende, koding, bølger, JPEG, MPEG, H.264 . 4., revidert. og tilleggsutgave. Vieweg + Teubner i GWV Fachverlage, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8348-0472-3 .
weblenker
- JPEG 2000: Det nye formatet for bilder - 15 sider med informasjon om JPEG 2000
- Joint Photographic Experts Group referanseimplementeringer av standarden
- JPEG 2000-stillbildekodingssystemet: en oversikt Artikkel i: IEEE Transactions on Consumer Electronics , november 2000
- Seminarforedrag om JPEG 2000 (PDF; 3 MB)
- Alt du alltid ønsket å vite om JPEG 2000 - publisert av intoPIX i 2008 ( PDF , engelsk; 595 kB)
Individuelle bevis
- ↑ MIME-type registreringer for JPEG 2000 (ISO / IEC 15444)
- ^ Hjemmesiden til JasPer-prosjektet .
- ↑ C-bibliotek med åpen kildekode for JPEG 2000 .
- ^ C bibliotek for koding og dekoding av JPEG 2000 fra Digital Signal Processing Laboratory ved Institutt for elektronikk og informasjonsteknikk (DIEI) ved University of Perugia.
- ↑ finner du på CD-ROM, fjernet igjen siden CS4
- ↑ Fordi båndbredde er dyrt: Legge til JPEG2000-støtte i Firefox; Ben Karel, 23. mars 2007
- ↑ JPEG 2000-plugin for Firefox
- ↑ Kommentar i Mozilla Bug Tracker på JPEG 2000: Åpne problemer
- ↑ PDF-referanse, versjon 1.7, se kapittel 7.4.9 JPXDecode-filter, (PDF, 8.8M; 9.0 MB).
- ↑ Nytt i VivaDesigner 9. (Ikke lenger tilgjengelig online.) I: viva.de. VIVA, tidligere i originalen ; åpnet 31. august 2016 . ( Siden er ikke lenger tilgjengelig , søk i nettarkiver ) Info: Koblingen ble automatisk merket som defekt. Vennligst sjekk lenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen.
- ^ Wolfram språk- og systemdokumentasjonssenter . Hentet 12. mars 2019.
- ↑ Om inkompatible medier i Final Cut Pro X. Apple, 21. mars 2019, åpnet 27. mars 2019 .
- ↑ IrfanView-plugins. Hentet 23. januar 2020 (engelsk).
- ↑ DFG praktiske regler "Digitalisering". (PDF) German Research Foundation, åpnet 13. juli 2016 .
