導入
JPEG 2000または ISO/IEC 15444-1 は、ISO、IEC、および ITU-T に共通の規格です。これは、 Joint Photographic Experts Groupワーキング グループによって作成された画像圧縮標準です。 JPEG 2000 は、ウェーブレット変換 (数学的信号解析の方法) を使用して、損失の有無にかかわらず動作できます。非可逆圧縮では、 JPEG 2000 は JPEG 圧縮方式 ISO/IEC 10918-1 (JPEG ベースライン) よりも優れたパフォーマンスを発揮します。したがって、同等の画質でより低い重みのファイルを取得します。さらに、シャープでコントラストのある輪郭がより適切にレンダリングされます。
この規格にはJPEG 2000 という同じ名前の 12 の部分が含まれていますが、システムの「心臓部」と呼ばれるのは最初の部分です。 JPEG はデコードアルゴリズムとフォーマットのみを標準化します。生成された画像が標準のデコーダでデコードできる限り、エンコード方法は産業界または学術界の競争にさらされています。この規格では、「適合」ファイルと呼ばれる一連のテスト ファイルが提供されており、これを使用してデコーダが規格の仕様に準拠していることを検証できます。すべての「準拠」参照ファイルをデコードできる場合、デコーダは準拠していると言われます。これは、この文書の第 4 部の主題です。
- パート 1:コーディングシステムの核心
- パート 2: 拡張機能
- パート 3:モーション JPEG 2000
- パート 4: 適合性
- パート 5: リファレンスソフトウェア
- パート 6: 複合イメージ ファイル形式
- パート 7: 放棄されました
- パート 8: JPSECセキュリティ
- パート 9: JPIP対話型プロトコル
- パート 10: JP3Dボリュームイメージング
- パート 11: JPWLワイヤレス
- パート 12: ISO ベース メディア ファイル形式 (MPEG-4 と共通)
JPEG 2000 の圧縮パフォーマンスは、低ビットレートでは JPEG よりも優れていますが、革新的なものではありません。むしろ、それは、スケーラビリティ、対象領域、伝送エラーに対する耐性、ロスレスコーディング、データ編成の多用途性、およびアプリケーションを目的としたさまざまな拡張機能 (対話性、セキュリティ、ワイヤレスなど) などの多数の新しい特性です。 ) この標準が興味深いものになっています。
JPEG 2000 は、その高度な機能、大きな画像の管理能力、優れた高速パフォーマンスにより、画像の専門家を対象としていますが、現時点では一般向けのアプリケーションはほとんどありません。特に、 World Wide Webにおけるその存在はわずかです。
一般原則
コーディング プロセスは、変換による空間の変更によってソース データの統計的特性を変更し、その後この変換から得られる係数を定量化し、次にエントロピー コーディングを行うという古典的なスキームに従います。圧縮の観点からJPEG と比較して新しいのは、自然なスケーラビリティを提供するウェーブレット変換の使用ですが、何よりも非常に洗練されたエントロピー コーディング アルゴリズムです。これは、 David TaubmanのEBCOTアルゴリズムに大きく基づいています。これは、適切な統計的特性を持つバイナリストリームを適応算術エンコーダに提供するウェーブレット係数のグループ化とモデリングで構成されます。
ターゲット レートを尊重できるようにするレート割り当てステップが続き、その作業はEBCOTによって形成されたバイナリ ストリームの分割によって容易になります。最後のステップは、JPEG 2000コードストリームの構文フォーマットです。パケットの形成と、JPEG 2000 に特に豊富な高レベルの構文が含まれます。
JPEG 2000 標準では、コードストリームは、パケットにグループ化された圧縮画像データと、タイル ヘッダー、メイン ヘッダーなどの高レベル構文によって形成されるデータのセットです。 JP2ファイル形式のメタデータはコードストリームの一部ではありません。 JP2 は、JPEG 2000 コードストリームをファイル形式にカプセル化します。