JP2 - รูปแบบไฟล์รูปภาพ

ไฟล์ JP2 คืออะไร??

JPEG 2000 (JP2) เป็นระบบเข้ารหัสภาพและมาตรฐานการบีบอัดภาพที่ล้ำสมัย ใช้เทคโนโลยีเวฟเล็ตในการเขียนโค้ดเนื้อหาแบบไม่สูญเสียข้อมูลในคุณภาพใดก็ได้ในคราวเดียว นอกจากนี้ JPEG 2000 ยังสามารถเข้าถึงและถอดรหัสเนื้อหาเดียวกันได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยความละเอียดและคุณภาพอื่นๆ สตรีมรหัสใน JPEG 2000 สามารถปรับขนาดได้อย่างมากโดยมีภูมิภาคที่น่าสนใจซึ่งอำนวยความสะดวกในการเข้าถึงแบบสุ่มเชิงพื้นที่

JPEG 2000 เป็นหนึ่งในมาตรฐานที่ปรับขนาดได้มากที่สุด ส่วนต่างๆ ของภาพสามารถจัดเก็บได้โดยใช้คุณภาพที่หลากหลาย การเพิ่มประสิทธิภาพที่น่าจดจำสามารถทำได้โดยการสั่งซื้อสตรีมโค้ดด้วยวิธีต่างๆ อย่างไรก็ตาม JP2 ต้องการตัวเข้ารหัส/ตัวถอดรหัสที่ซับซ้อนและท้าทายในการคำนวณ ซึ่งเป็นผลมาจากความยืดหยุ่นนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับ JPEG แล้ว JPEG 2000 สร้างเฉพาะวัตถุที่มีเสียงเรียกเข้าซึ่งทำให้เกิดวงแหวนใกล้ขอบภาพและอาจเบลอได้ ในขณะที่ JPEG ใช้บล็อกวัตถุที่มองเห็นขนาด 8×8 ซึ่งสามารถเป็นได้ทั้งวัตถุที่มีเสียงเรียกเข้าและบล็อกวัตถุ มีส่วนประกอบที่หลากหลายมากถึง 16,384 ชิ้นที่มีขนาดเป็นเทราพิกเซล และความแม่นยำที่สูงถึง 38 บิต/ตัวอย่าง

ประวัติศาสตร์

ในปี พ.ศ. 2543 คณะกรรมการกลุ่มผู้เชี่ยวชาญด้านการถ่ายภาพร่วมได้ออกแบบ JP2 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงมาตรฐาน JPEG ที่ใช้การแปลงโคไซน์แบบแยกส่วนของตนเองด้วยวิธีการแบบใหม่นี้โดยใช้เวฟเล็ต คณะกรรมการ JPEG มีเป้าหมายที่จะให้วิธีการพื้นฐานโดยไม่เสียค่าธรรมเนียมใบอนุญาต ในใบอนุญาต JP2 ที่มีการแข่งขันระหว่าง 20 บริษัท พวกเขาชนะโดยหนวด JPEG 2000 ได้รับการประกาศเป็นมาตรฐาน ISO แม้ว่าเว็บเบราเซอร์ส่วนใหญ่ยังไม่พร้อมที่จะมอบ JPEG 2000 ตั้งแต่ปี 2017

ส่วนต่างๆ ของระบบการเข้ารหัสภาพ JPEG 2000

ต่อไปนี้คือส่วนหลักที่เป็นชุดมาตรฐานที่สมบูรณ์สำหรับ JPEG 2000

ส่วน	ชื่อเรื่อง	คำอธิบาย	หมายเลข
ตอนที่ 1	ระบบการเข้ารหัสหลัก	กำหนดไวยากรณ์ของรหัสสตรีม ขั้นตอนต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการถอดรหัสภาพ JPEG 2000 อธิบายรูปแบบไฟล์พื้นฐาน JP2 ข้อมูลเมตา และสิทธิ์ IP ที่ต้องระบุ	ISO/IEC 15444-1
ส่วนที่ 2	ส่วนขยาย	กำหนดส่วนขยายสำหรับสตรีมโค้ดรูปแบบไฟล์และอนุญาตให้มีการสาธิตตัวอย่าง HDR, ข้อกำหนดพื้นที่สี, การครอบตัด, การแปลงทางเรขาคณิต; ภาพเคลื่อนไหวที่หลากหลาย ข้อมูลเมตา และสตรีมโค้ดหลายรายการ	ISO/IEC 15444-2
ส่วนที่ 3	Motion JPEG 2000 (MJ2 หรือ MJP2)	แนะนำรูปแบบไฟล์สำหรับลำดับการเคลื่อนไหว การเข้ารหัสรูปภาพในสตรีมโค้ดอิสระ	ISO/IEC 15444-3
ส่วนที่ 4	ความสอดคล้อง	ระบุเทคนิคการทดสอบสำหรับการเข้ารหัสและถอดรหัส และตรวจสอบไฟล์สำหรับทั้งสตรีมโค้ดเปลือยและไฟล์ JP2	ISO/IEC 15444-4
ส่วนที่ 5	ซอฟต์แวร์อ้างอิง	ประกอบด้วยซอร์สโค้ด 2 แพ็กเกจ (Java, C) ที่ใช้ระบบโค้ดหลักและพร้อมใช้งานภายใต้ใบอนุญาตโอเพ่นซอร์ส	ISO/IEC 15444-5
ส่วนที่ 6	รูปแบบไฟล์ภาพผสม	กำหนดรูปแบบไฟล์ JPM และอนุญาตการสร้างภาพเอกสารหลายหน้าสำหรับแอปพลิเคชันแบบแฟกซ์ รองรับการใช้งาน JBIG2 และ JPEG	ISO/IEC 15444-6
ส่วนที่ 8	JPEG 2000 Secured (JPSEC)	รับประกันความปลอดภัยของธุรกรรม เนื้อหา และเทคโนโลยี และอนุญาตให้สตรีม JPEG 2000 บิตที่ปลอดภัย	ISO/IEC 15444-8
ส่วนที่ 9	JPIP	กำหนดเครื่องมือในสภาพแวดล้อมเครือข่ายเพื่อเข้าถึงข้อมูลเมตาและภาพ และระบุโปรโตคอลแบบโต้ตอบและมีประสิทธิภาพ	ISO/IEC 15444-9
ตอนที่ 10	JP3D	การขยายปริมาตรของส่วนที่ 1 และแนะนำมิติ Z ขยายแนวคิดของไทล์ บล็อกโค้ด เขต และคุณสมบัติการเข้าถึงตามภูมิภาคที่น่าสนใจแบบ 3 มิติ	ISO/IEC 15444-10
ตอนที่ 11	JPWL	ข้อตกลงเกี่ยวกับการรับส่งข้อมูลที่มีการจัดระเบียบอย่างดีผ่านเครือข่ายไร้สายที่มักเกิดข้อผิดพลาด ส่วนขยายนี้เข้ากันได้กับตัวถอดรหัส	ISO/IEC 15444-11
ส่วนที่ 13	ตัวเข้ารหัสระดับเริ่มต้น	กำหนดการใช้งานตัวเข้ารหัสระดับเริ่มต้นของระบบการเข้ารหัสหลัก	ISO/IEC 15444-13
ส่วนที่ 14	JPXML	การแสดงใน XML และอธิบายส่วนเครื่องหมายและวิธีการเข้าถึงข้อมูลภายในของภาพ	ISO/IEC 15444-14
ตอนที่ 15	HTJ2K (อยู่ระหว่างการพัฒนา)	ระบุอัลกอริทึมการเข้ารหัสบล็อกสำรอง อัลกอริทึมให้ปริมาณงานเพิ่มขึ้นสิบเท่าและการเข้ารหัส/ถอดรหัสแบบไม่สูญเสียข้อมูล

รูปแบบไฟล์ JP2

JPEG 2000 กำหนดรูปแบบไฟล์และสตรีมโค้ดในลักษณะเดียวกับ JPEG-1 แม้ว่าตัวอย่างภาพจะอธิบายโดย JPEG 2000 เท่านั้น แต่ JPEG-1 ยังมีข้อมูลเพิ่มเติมอื่นๆ เกี่ยวกับพื้นที่สีและความละเอียดที่จำเป็นในการเข้ารหัสภาพ หากจัดเก็บรูปภาพเป็นไฟล์ JPEG 2000 .jp2 จะถูกใช้เป็นนามสกุล รูปแบบไฟล์นี้ปรับปรุงเพิ่มเติมโดยส่วนขยาย JPEG 2000 ตอนที่ 2 ซึ่งกำหนดกลไกการเคลื่อนไหวและการกำหนดค่าสตรีมโค้ดจำนวนมากไว้ในภาพเดียว ส่วนขยาย .jpx จะใช้เมื่อบันทึกรูปภาพโดยใช้รูปแบบไฟล์เพิ่มเติมนี้ เนื่องจากข้อมูลโค้ดสตรีมไม่ได้รับการพิจารณาให้บันทึกในไฟล์เป็นหลัก ดังนั้นจึงไม่มีการกำหนดส่วนขยายมาตรฐานสำหรับวัตถุประสงค์นี้ แม้ว่าเพื่อวัตถุประสงค์ในการทดสอบ ก็มักจะได้รับส่วนขยาย .jpc หรือ .j2k ตรงกันข้ามกับ JPEG-1, JPEG 2000 เลือกวิธีอื่นในการเข้ารหัสข้อมูลเมตาในรูปแบบ XML มาตรฐาน 12234-1.4 (โดยคณะกรรมการ ISO TC42) ใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงระหว่างแท็ก Exif และส่วนประกอบ XML JPEG 2000 สามารถมีมาตรฐาน ISO, XMP อยู่ภายใน

ลูกชิ้น

ไฟล์ JPEG 2000 ประกอบด้วยส่วนที่ต่อเนื่องกัน แต่ละอันมีส่วนหัว 8 ไบต์: ขนาดอัน 4 ไบต์ (big-endian, ไบต์สูงก่อน) และประเภทอัน 4 ไบต์ - หนึ่งในลายเซ็นที่กำหนดไว้ล่วงหน้า: “jP " หรือ “jP2 "

ส่วนที่สองต้องเป็นประเภท “ftyp” และมีประเภทย่อยที่ offset 8 JPEG 2000 กำหนดโดยประเภทย่อยซึ่งต้องเป็นค่าใดค่าหนึ่ง: “jp2 “(ประเภทไฟล์ *.JP2), “jp20” (ไฟล์ พิมพ์ *.JPA), “jpm " (ประเภทไฟล์ *.JPM), “jpx " (ประเภทไฟล์ *.JPX)

เราสร้างไฟล์ภาพ/วิดีโอ JPEG 2000 วนซ้ำจนกว่าจะตรวจพบประเภทที่ไม่รู้จัก

การเปลี่ยนสี

ในขั้นต้น จำเป็นต้องมีการแปลงภาพจากปริภูมิสี RGB ไปเป็นปริภูมิสีอื่น เพื่อจุดประสงค์นี้ มีสองวิธี: การแปลงสีแบบย้อนกลับไม่ได้ (ICT) และการแปลงสีแบบย้อนกลับได้ (RCT) เดิมใช้พื้นที่สี YC,,B,,C,,R, และต้องดำเนินการในการแก้ไข / ลอยตัว –point ในขณะที่พื้นที่สี YUV ได้รับการแก้ไขในภายหลังและย้อนกลับได้ในธรรมชาติ // //ไม่จำกัดเฉพาะรุ่น RGB, JPEG ภาษา 2000 ใช้การแปลงองค์ประกอบหลายอย่าง

การปูกระเบื้อง

เมื่อการแปลงสีเสร็จสิ้น รูปภาพจะแปลงเป็นพื้นที่สี่เหลี่ยมที่เรียกว่าไทล์ ซึ่งสามารถแปลงและเข้ารหัสแยกกันได้ ขนาดของไทล์ทั้งหมดจะมีขนาดเท่ากันหรืออาจพิจารณาทั้งภาพเป็นไทล์เดียวก็ได้ ตัวถอดรหัสใช้ประโยชน์จากการเรียงต่อกันและใช้หน่วยความจำน้อยลงหรือสามารถเข้ารหัสไทล์บางส่วนได้บางส่วน แม้ว่าเทคนิคนี้จะมีข้อเสียในเรื่องคุณภาพของภาพที่ลดลง

การแปลงเวฟเล็ต

รูปภาพหลังจากการปูกระเบื้องคือการแปลงเวฟเล็ตที่สามารถย้อนกลับหรือย้อนกลับไม่ได้และดำเนินการโดยใช้รูปแบบการบิดหรือการยก

อัตราส่วนการบีบอัด

ขึ้นอยู่กับลักษณะทางกายภาพของภาพ ได้รับการบีบอัดที่เพิ่มขึ้น 20% การคาดการณ์ความซ้ำซ้อนเชิงพื้นที่ของ JPEG 2000 มีบทบาทสำคัญในกระบวนการบีบอัด และภาพที่มีความละเอียดสูงมักจะได้รับประโยชน์สูงสุด

แอปพลิเคชันให้บริการตามมาตรฐาน

บันทึก แก้ไข และจัดเก็บวิดีโอ HD แบบเฟรม
ภาพทางการแพทย์และชีวภาพ
ภาพจากดาวเทียม การสำรวจระยะไกล และการตรวจจับการเคลื่อนไหว
การสื่อสารไคลเอ็นต์/เซิร์ฟเวอร์ การกระจายเครือข่ายและการจัดเก็บ
โรงภาพยนตร์ดิจิทัล, การสนับสนุนฟีด HDTV สด, ภาพและเสียงดิจิทัล