JPEG 2000
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JPEG 2000
JPEG 2000 logo.svg
Comparación entre JPEG JFIF y 2000.png
Comparación de JPEG 2000 con el formato JPEG original.
Extensión de nombre de archivo
.jp2 , .j2k , .jpf , .jpm , .jpg2 , .j2c , .jpc , .jpx , .mj2
Tipo de medio de Internet
imagen / jp2 , imagen / jpx , imagen / jpm , video / mj2
Identificador de tipo uniforme (UTI)public.jpeg-2000
número mágico00 00 00 0C 6A 50 20 20 0D 0A 87 0A
Desarrollado porJoint Photographic Experts Group
Tipo de formatoformato de archivo de gráficos
EstándarISO / IEC 15444

JPEG 2000 ( JP2 ) es un estándar de compresión de imágenes y un sistema de codificación. Fue desarrollado de 1997 a 2000 por un comité del Grupo Conjunto de Expertos en Fotografía presidido por Touradj Ebrahimi (más tarde el presidente de JPEG), [1] con la intención de reemplazar su estándar JPEG basado en la transformada de coseno discreta (DCT) original (creado en 1992) con un método basado en wavelets de nuevo diseño . La extensión de nombre de archivo estandarizada es .jp2 para archivos conformes a ISO / IEC 15444-1 y .jpxpara las especificaciones ampliadas de la parte 2, publicadas como ISO / IEC 15444-2. Los tipos MIME registrados se definen en RFC 3745. Para ISO / IEC 15444-1 es image / jp2 .

Los flujos de código JPEG 2000 son regiones de interés que ofrecen varios mecanismos para admitir el acceso aleatorio espacial o el acceso a la región de interés en diversos grados de granularidad. Es posible almacenar diferentes partes de la misma imagen con diferente calidad.

JPEG 2000 es un estándar de compresión basado en transformada de ondas discretas (DWT) que podría adaptarse para la compresión de video de imágenes en movimiento con la extensión Motion JPEG 2000 . La tecnología JPEG 2000 fue seleccionada como estándar de codificación de video para cine digital en 2004. [2]

Objetivos del estándar

Si bien hay un modesto aumento en el rendimiento de compresión de JPEG 2000 en comparación con JPEG, la principal ventaja que ofrece JPEG 2000 es la flexibilidad significativa del flujo de código. El tren codificado obtenido después de la compresión de una imagen con JPEG 2000 es de naturaleza escalable, lo que significa que se puede decodificar de varias formas; por ejemplo, al truncar el tren codificado en cualquier punto, se puede obtener una representación de la imagen con una resolución más baja, o una relación señal-ruido - ver compresión escalable . Al ordenar el tren codificado de varias formas, las aplicaciones pueden lograr aumentos de rendimiento significativos. Sin embargo, como consecuencia de esta flexibilidad, JPEG 2000 requiere códecsque son complejos y exigentes computacionalmente. Otra diferencia, en comparación con JPEG, es en términos de artefactos visuales : JPEG 2000 solo produce artefactos de timbre , que se manifiestan como desenfoque y anillos cerca de los bordes de la imagen, mientras que JPEG produce artefactos de timbre y artefactos de 'bloqueo', debido a su 8 × 8 cuadras .

JPEG 2000 se ha publicado como un estándar ISO , ISO / IEC 15444. El costo de obtener todos los documentos para el estándar se ha estimado en 2718 CHF (aproximadamente 2700 USD). [3] A partir de 2017 , JPEG 2000 no es ampliamente compatible con los navegadores web (excepto Safari) y, por lo tanto, no se usa generalmente en Internet .

Mejoras sobre el estándar JPEG de 1992

Demostración de arriba a abajo de los artefactos de la compresión JPEG 2000. Los números indican la relación de compresión utilizada.

Representación de resolución múltiple

JPEG 2000 descompone la imagen en una representación de resolución múltiple en el curso de su proceso de compresión. Esta representación piramidal se puede utilizar para otros fines de presentación de imágenes más allá de la compresión.

Transmisión progresiva por píxel y precisión de resolución

Estas características se conocen más comúnmente como decodificación progresiva y escalabilidad de relación señal / ruido (SNR) . JPEG 2000 proporciona organizaciones de flujo de código eficientes que son progresivas por precisión de píxel y por resolución de imagen (o por tamaño de imagen). De esta forma, después de recibir una parte más pequeña del archivo completo, el espectador puede ver una versión de menor calidad de la imagen final. Luego, la calidad mejora progresivamente mediante la descarga de más bits de datos de la fuente.

Elección de compresión sin pérdida o con pérdida

Al igual que el estándar JPEG sin pérdida , [4] el estándar JPEG 2000 proporciona compresión sin pérdida y con pérdida en una única arquitectura de compresión. La compresión sin pérdida se proporciona mediante el uso de una transformada de ondículas enteras reversibles en JPEG 2000.

Resistencia al error

Como JPEG 1992, JPEG 2000 es resistente a errores de bits introducidos por canales de comunicación ruidosos, debido a la codificación de datos en bloques independientes relativamente pequeños.

Formato de archivo flexible

Los formatos de archivo JP2 y JPX permiten el manejo de la información del espacio de color, los metadatos y la interactividad en aplicaciones en red como se desarrolló en el protocolo JPIP de la Parte 9 de JPEG.

Soporte de alto rango dinámico

JPEG 2000 admite profundidades de bits de 1 a 38 bits por componente. Los espacios de color admitidos incluyen monocromo, 3 tipos de YCbCr, sRGB, PhotoYCC , CMY (K), YCCK y CIELab. Más tarde también agregó soporte para CIEJab, e-sRGB, ROMM, YPbPr y otros. [5]

Información espacial del canal lateral

Soporte completo para transparencia y planos alfa.

Sistema de codificación de imágenes JPEG 2000 - Piezas

El sistema de codificación de imágenes JPEG 2000 (ISO / IEC 15444) consta de las siguientes partes:

Sistema de codificación de imágenes JPEG 2000 - Partes [6] [7]
ParteNúmerofecha de lanzamiento públicoÚltima
modifica-
ción		Estándar
ITU-T idéntico
TítuloDescripción
Primera
edición
Edición actual
Parte 1ISO / IEC 15444-120002016 [8]T.800Sistema de codificación centrallas características básicas de la compresión JPEG 2000 ( .jp2 )
Parte 2ISO / IEC 15444-2200420042015 [9]T.801Extensiones( .jpx , .jpf , puntos flotantes )
Parte 3ISO / IEC 15444-3200220072010 [10]T.802Motion JPEG 2000( .mj2 )
Parte 4ISO / IEC 15444-420022004 [11]T.803Pruebas de conformidad
Parte 5ISO / IEC 15444-520032015 [12]T.804Software de referenciaImplementaciones Java y C
Parte 6ISO / IEC 15444-620032016 [13]T.805Formato de archivo de imagen compuesta( .jpm ) p. ej. imágenes de documentos, para aplicaciones de preimpresión y tipo fax
Parte 7abandonado [6]Directriz de función de soporte mínimo de ISO / IEC 15444-1 [14](Informe técnico sobre funciones de soporte mínimas [15] )
Parte 8ISO / IEC 15444-8200720072008 [16]T.807JPEG seguro 2000JPSEC (aspectos de seguridad)
Parte 9ISO / IEC 15444-9200520052014 [17]T.808Herramientas de interactividad, API y protocolosJPIP (protocolos interactivos y API)
Parte 10ISO / IEC 15444-1020082011 [18]T.809Extensiones para datos tridimensionalesJP3D (imágenes volumétricas)
Parte 11ISO / IEC 15444-11200720072013 [19]T.810InalámbricoJPWL (aplicaciones inalámbricas)
Parte 12ISO / IEC 15444-12
(retirada en 2017)		20042015 [20]Formato de archivo multimedia base ISO
Parte 13ISO / IEC 15444-1320082008 [21]T.812Un codificador JPEG 2000 de nivel de entrada
Parte 14ISO / IEC 15444-142013 [22]T.813Representación y referencia estructural XMLJPXML [23]
Parte 15ISO / IEC 15444-1520192019T.814JPEG 2000 de alto rendimiento
Parte 16ISO / IEC 15444-1620192019T.815Encapsulación de imágenes JPEG 2000 en ISO / IEC 23008-12

Discusión técnica

El objetivo de JPEG 2000 no solo es mejorar el rendimiento de la compresión sobre JPEG, sino también agregar (o mejorar) características como escalabilidad y editabilidad. La mejora de JPEG 2000 en el rendimiento de compresión en relación con el estándar JPEG original es en realidad bastante modesta y normalmente no debería ser la consideración principal para evaluar el diseño. JPEG 2000 admite tasas de compresión muy bajas y muy altas. La capacidad del diseño para manejar un rango muy amplio de tasas de bits efectivas es uno de los puntos fuertes de JPEG 2000. Por ejemplo, para reducir el número de bits de una imagen a continuación En cierta medida, lo recomendable con el primer estándar JPEG es reducir la resolución de la imagen de entrada antes de codificarla. Eso es innecesario cuando se usa JPEG 2000,porque JPEG 2000 ya lo hace automáticamente a través de su estructura de descomposición de múltiples resoluciones. Las siguientes secciones describen el algoritmo de JPEG 2000.

Según la Biblioteca Real de los Países Bajos , "la especificación del formato JP2 actual deja espacio para múltiples interpretaciones cuando se trata del soporte de perfiles ICC y el manejo de información de resolución de cuadrícula". [24]

Transformación de componentes de color

Inicialmente, las imágenes deben transformarse del espacio de color RGB a otro espacio de color, lo que lleva a tres componentes que se manejan por separado. Hay dos opciones posibles:

  1. La transformación de color irreversible (ICT) utiliza el conocido espacio de color BT.601 YC B C R. Se denomina "irreversible" porque tiene que implementarse en flotante o punto fijo y provoca errores de redondeo. Las TIC se utilizarán únicamente con la transformada wavelet 9/7.
  2. Transformación de color reversible (RCT) utiliza un espacio de color YUV modificado (casi el mismo que YCgCo ) que no introduce errores de cuantificación, por lo que es completamente reversible. La implementación adecuada del RCT requiere que los números se redondeen como se especifica y no se pueden expresar exactamente en forma de matriz. El RCT se utilizará solo con la transformada de ondícula de 5/3. Las transformaciones son:

Si R, G y B están normalizados con la misma precisión, entonces la precisión numérica de C b y C r es un bit mayor que la precisión de los componentes originales. Este aumento de precisión es necesario para garantizar la reversibilidad. Los componentes de crominancia pueden reducirse en resolución, pero no necesariamente tienen que serlo; de hecho, dado que la transformación de ondículas ya separa las imágenes en escalas, la reducción de resolución se maneja de manera más eficaz eliminando la escala de ondículas más fina. Este paso se denomina transformación de componentes múltiples en el lenguaje JPEG 2000 ya que su uso no está restringido al modelo de color RGB . [25]

Embaldosado

Después de la transformación del color, la imagen se divide en los llamados mosaicos , regiones rectangulares de la imagen que se transforman y codifican por separado. Los mosaicos pueden ser de cualquier tamaño y también es posible considerar la imagen completa como un solo mosaico. Una vez elegido el tamaño, todos los mosaicos tendrán el mismo tamaño (excepto opcionalmente los de los bordes derecho e inferior). La división de la imagen en mosaicos es ventajosa porque el decodificador necesitará menos memoria para decodificar la imagen y puede optar por decodificar solo mosaicos seleccionados para lograr una decodificación parcial de la imagen. La desventaja de este enfoque es que la calidad de la imagen disminuye debido a una relación pico de señal a ruido más baja . El uso de muchos mosaicos puede crear un efecto de bloqueo similar al JPEG anterior. Norma de 1992.

Transformada wavelet

Wavelet CDF 5/3 utilizado para compresión sin pérdidas.
Un ejemplo de la transformada wavelet que se utiliza en JPEG 2000. Esta es una transformada wavelet CDF 9/7 de segundo nivel .

A continuación, estos mosaicos se transforman en ondas a una profundidad arbitraria, en contraste con JPEG 1992, que utiliza una transformada de coseno discreta de tamaño de bloque de 8 × 8 . JPEG 2000 utiliza dos transformaciones de ondículas diferentes :

  1. irreversible : la transformada de ondículas CDF 9/7 (desarrollada por Ingrid Daubechies ). [26] Se dice que es "irreversible" porque introduce ruido de cuantificación que depende de la precisión del decodificador.
  2. reversible : una versión redondeada de la transformada de ondas 5/3 biortogonal LeGall-Tabatabai (LGT) [27] [26] [28] (desarrollada por Didier Le Gall y Ali J. Tabatabai). [29] Utiliza solo coeficientes enteros, por lo que la salida no requiere redondeo (cuantificación) y por lo tanto no introduce ningún ruido de cuantificación. Se utiliza en codificación sin pérdidas.

Las transformadas de ondículas se implementan mediante el esquema de elevación o por convolución .

Cuantización

Después de la transformada de ondículas, los coeficientes se cuantifican escalar para reducir el número de bits para representarlos, a expensas de la calidad. La salida es un conjunto de números enteros que deben codificarse bit a bit. El parámetro que se puede cambiar para establecer la calidad final es el paso de cuantificación: cuanto mayor es el paso, mayor es la compresión y la pérdida de calidad. Con un paso de cuantificación igual a 1, no se realiza ninguna cuantificación (se utiliza en la compresión sin pérdidas).

Codificación

El resultado del proceso anterior es una colección de subbandas que representan varias escalas de aproximación. Una subbanda es un conjunto de coeficientes : números reales que representan aspectos de la imagen asociados con un cierto rango de frecuencia, así como un área espacial de la imagen.

Las subbandas cuantificadas se dividen aún más en recintos , regiones rectangulares en el dominio de ondículas. Por lo general, tienen un tamaño que proporciona una forma eficiente de acceder solo a una parte de la imagen (reconstruida), aunque esto no es un requisito.

Los recintos se dividen en bloques de código . Los bloques de código están en una sola subbanda y tienen el mismo tamaño, excepto los que se encuentran en los bordes de la imagen. El codificador tiene que codificar los bits de todos los coeficientes cuantificados de un bloque de código, comenzando con los bits más significativos y progresando a los bits menos significativos mediante un proceso llamado esquema EBCOT . EBCOT aquí significa Codificación de bloques integrados con truncamiento óptimo . En este proceso de codificación, cada plano de bits del bloque de código se codifica en tres denominadas pasadas de codificación., codificando primero bits (y signos) de coeficientes insignificantes con vecinos significativos (es decir, con bits 1 en planos de bits superiores), luego bits de refinamiento de coeficientes significativos y finalmente coeficientes sin vecinos significativos. Los tres pases se llaman Propagación de significado , Refinamiento de magnitud y Pase de limpieza , respectivamente.

En el modo sin pérdidas, el EBCOT debe codificar todos los planos de bits y no se pueden eliminar los planos de bits.

Los bits seleccionados por estas pasadas de codificación son luego codificados por un codificador aritmético binario controlado por contexto , es decir, el codificador binario MQ (como también lo emplea JBIG2 ). El contexto de un coeficiente está formado por el estado de sus ocho vecinos en el bloque de código.

El resultado es un flujo de bits que se divide en paquetes donde un paquete agrupa los pases seleccionados de todos los bloques de código de un recinto en una unidad indivisible. Los paquetes son la clave para la escalabilidad de la calidad (es decir, los paquetes que contienen bits menos significativos pueden descartarse para lograr velocidades de bits más bajas y una mayor distorsión).

A continuación, los paquetes de todas las subbandas se recopilan en las denominadas capas . La forma en que se construyen los paquetes a partir de las pasadas de codificación del bloque de código y, por lo tanto, qué paquetes contendrá una capa, no está definida por el estándar JPEG 2000, pero en general un códec intentará construir capas de tal manera que la imagen la calidad aumentará monótonamente con cada capa y la distorsión de la imagen se reducirá de una capa a otra. Por tanto, las capas definen la progresión según la calidad de la imagen dentro del flujo de código.

El problema ahora es encontrar la longitud de paquete óptima para todos los bloques de código, lo que minimiza la distorsión general de manera que la tasa de bits objetivo generada sea igual a la tasa de bits demandada.

Si bien la norma no define un procedimiento sobre cómo realizar esta forma de optimización de la tasa de distorsión , el esquema general se da en uno de sus muchos apéndices: Para cada bit codificado por el codificador EBCOT, la mejora en la calidad de la imagen, definida como error cuadrático medio, se mide; esto se puede implementar mediante un sencillo algoritmo de búsqueda de tablas. Además, se mide la longitud del flujo de código resultante. Esto forma para cada bloque de código un gráfico en el plano de velocidad-distorsión, dando calidad de imagen sobre la longitud del tren de bits. La selección óptima para los puntos de truncamiento, por lo tanto, para los puntos de acumulación de paquetes se da mediante la definición de pendientes críticas.de estas curvas, y seleccionando todas aquellas pasadas de codificación cuya curva en el gráfico de tasa-distorsión es más pronunciada que la pendiente crítica dada. Este método puede verse como una aplicación especial del método del multiplicador de Lagrange que se utiliza para problemas de optimización bajo restricciones. El multiplicador de Lagrange , típicamente denotado por λ, resulta ser la pendiente crítica, la restricción es la tasa de bits objetivo demandada y el valor a optimizar es la distorsión general.

Los paquetes se pueden reordenar casi arbitrariamente en el flujo de bits JPEG 2000; esto le da tanto al codificador como a los servidores de imágenes un alto grado de libertad.

Las imágenes ya codificadas se pueden enviar a través de redes con velocidades de bits arbitrarias utilizando un orden de codificación progresiva de capa. Por otro lado, los componentes de color se pueden mover hacia atrás en el flujo de bits; Las resoluciones más bajas (correspondientes a las subbandas de baja frecuencia) podrían enviarse primero para la vista previa de la imagen. Por último, la exploración espacial de imágenes grandes es posible mediante la selección adecuada de mosaicos y / o particiones. Todas estas operaciones no requieren ninguna recodificación, solo operaciones de copia por bytes.

Índice de compresión

Esta imagen muestra la diferencia (acentuada) entre una imagen guardada como JPEG 2000 (calidad 50%) y la original.
Comparación de JPEG, JPEG 2000, JPEG XR y HEIF en tamaños de archivo similares.

En comparación con el estándar JPEG anterior, JPEG 2000 ofrece una ganancia de compresión típica en el rango del 20%, dependiendo de las características de la imagen. Las imágenes de mayor resolución tienden a beneficiarse más, donde la predicción de redundancia espacial de JPEG-2000 puede contribuir más al proceso de compresión. En aplicaciones de muy baja tasa de bits, los estudios han demostrado que JPEG 2000 se ve superado [30] por el modo de codificación intracuadro de H.264. Las buenas aplicaciones para JPEG 2000 son imágenes grandes, imágenes con bordes de bajo contraste, por ejemplo, imágenes médicas.

Rendimiento y complejidad computacional

JPEG2000 es mucho más complicado en términos de complejidad computacional en comparación con el estándar JPEG. El mosaico, la transformación de componentes de color, la transformación de ondículas discretas y la cuantificación se pueden realizar con bastante rapidez, aunque el códec de entropía requiere mucho tiempo y es bastante complicado. El modelado de contexto EBCOT y el codificador aritmético MQ toman la mayor parte del tiempo del códec JPEG2000.

En la CPU, la idea principal de obtener una codificación y decodificación rápida de JPEG2000 está estrechamente relacionada con AVX / SSE y multiproceso para procesar cada mosaico en un subproceso separado. Las soluciones JPEG2000 más rápidas utilizan potencia de CPU y GPU para obtener puntos de referencia de alto rendimiento. [31] [32]

Aunque el formato JPEG 2000 admite la codificación sin pérdida, no pretende reemplazar por completo los formatos de archivo de imagen sin pérdida dominantes en la actualidad.

Formato de archivo y flujo de código

Similar a JPEG-1, JPEG 2000 define tanto un formato de archivo como un flujo de código. Mientras que JPEG 2000 describe por completo las muestras de imágenes, JPEG-1 incluye metainformación adicional, como la resolución de la imagen o el espacio de color que se ha utilizado para codificar la imagen. Las imágenes JPEG 2000 deben, si se almacenan como archivos, estar encuadradas en el formato de archivo JPEG 2000, donde obtienen la extensión .jp2 . La extensión de la parte 2 de JPEG 2000, es decir, ISO / IEC 15444-2, también enriquece este formato de archivo al incluir mecanismos para la animación o composición de varios flujos de código en una sola imagen. Las imágenes en este formato de archivo extendido usan la extensión .jpx .

No existe una extensión estandarizada para los datos de flujo de código porque los datos de flujo de código no deben considerarse almacenados en archivos en primer lugar, aunque cuando se hace con fines de prueba, la extensión .jpc o .j2k aparece con frecuencia.

Metadatos

Para JPEG tradicional, metadatos adicionales , por ejemplo, condiciones de iluminación y exposición, se mantienen en un marcador de aplicación en el formato Exif especificado por JEITA. JPEG 2000 elige una ruta diferente, codificando los mismos metadatos en formato XML . La referencia entre las etiquetas Exif y los elementos XML está estandarizada por el comité ISO TC42 en el estándar 12234-1.4.

La plataforma de metadatos extensible también se puede incrustar en JPEG 2000.

Aplicaciones

Algunos mercados y aplicaciones destinados a ser atendidos por esta norma se enumeran a continuación:

  • Aplicaciones de consumo como dispositivos multimedia (por ejemplo, cámaras digitales, asistentes digitales personales, teléfonos móviles 3G, fax en color, impresoras, escáneres, etc.)
  • Comunicación cliente / servidor (por ejemplo, Internet, base de datos de imágenes, transmisión de video, servidor de video, etc.)
  • Militar / vigilancia (p. Ej., Imágenes satelitales de alta definición, detección de movimiento, distribución y almacenamiento de redes, etc.)
  • Imágenes médicas , esp. las especificaciones DICOM para el intercambio de datos médicos.
  • Biometría.
  • Sensores remotos
  • Grabación, edición y almacenamiento de video basado en cuadros de alta calidad.
  • Contribución de transmisión de HDTV en vivo (compresión de video I-frame con baja latencia de transmisión), como transmisión de HDTV en vivo de un evento deportivo vinculado al estudio de la estación de TV
  • Cine digital , como el paquete de cine digital
  • JPEG 2000 tiene muchas similitudes de diseño con el formato de compresión de imágenes ICER que se utiliza para enviar imágenes desde los rovers de Marte .
  • Contenidos e imágenes audiovisuales digitalizados para la preservación digital a largo plazo
  • La Organización Meteorológica Mundial ha incorporado JPEG 2000 Compression en el nuevo formato de archivo GRIB2. La estructura del archivo GRIB está diseñada para la distribución global de datos meteorológicos. La implementación de la compresión JPEG 2000 en GRIB2 ha reducido el tamaño de los archivos hasta en un 80%. [33]

Estatus legal

La norma ISO 15444 está cubierta por patentes, pero las empresas y organizaciones contribuyentes acordaron que las licencias para su primera parte, el sistema de codificación central, se pueden obtener de forma gratuita de todos los contribuyentes.

El comité de JPEG ha declarado:

Siempre ha sido un objetivo fuerte del comité JPEG que sus estándares se puedan implementar en su forma básica sin el pago de regalías y tarifas de licencia ... El estándar JPEG 2000 emergente se ha preparado de acuerdo con estas líneas, y se ha llegado a un acuerdo con más de 20 grandes organizaciones que poseen muchas patentes en esta área para permitir el uso de su propiedad intelectual en relación con el estándar sin el pago de derechos de licencia o regalías. [34]

Sin embargo, el comité JPEG reconoció en 2004 que las patentes submarinas no declaradas pueden presentar un peligro:

Por supuesto, todavía es posible que otras organizaciones o personas puedan reclamar derechos de propiedad intelectual que afecten la implementación del estándar, y se insta a los implementadores a realizar sus propias búsquedas e investigaciones en esta área. [35]

En la última ISO / IEC 15444-1: 2016, el comité JPEG declaró en el Anexo L: Declaración de patente:

La Organización Internacional de Normalización (ISO) y la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) llaman la atención sobre el hecho de que se afirma que el cumplimiento de esta Recomendación | Norma Internacional puede implicar el uso de patentes.

La lista completa de declaraciones de derechos de propiedad intelectual se puede obtener de las bases de datos de declaraciones de patentes de ITU-T e ISO (disponible en https://www.iso.org/iso-standards-and-patents.html )

ISO e IEC no toman posición con respecto a la evidencia, la validez y el alcance de estos derechos de patente.

Se llama la atención sobre la posibilidad de que algunos de los elementos de esta Recomendación | Norma Internacional puede estar sujeta a derechos de patente distintos de los identificados en las bases de datos mencionadas anteriormente. ISO e IEC no serán responsables de identificar ninguno o todos los derechos de patente.

El análisis de esta base de datos de declaración de patentes ISO muestra que 3 empresas finalizaron su proceso de patente, Telcordia Technologies Inc. (Bell Labs) número de patente estadounidense 4.829.378, cuya declaración de licencia no está documentada, Mitsubishi Electric Corporation, con 2 patentes japonesas 2128110 y 2128115, que han expirado desde 20090131, 20100226 respectivamente (fuente Mitsubishi Electric Corporation, Corporate Licensing Division) e IBM NY con 11 patentes bajo la declaración de opción 1 (RAND y sin cargo).

La patente 4.829.378 de Telcordia Technologies Inc. se puede consultar en http://patft.uspto.gov/netahtml/PTO/srchnum.htm Su título es "Codificación de subbanda de imágenes con baja complejidad computacional", y parece que su relación con JPEG 2000 es "distante", ya que la técnica descrita y reivindicada es ampliamente utilizada (no solo por JPEG 2000).

Por último, busque la patente europea ( http://register.epo.org/smartSearch?lng=en ) y las bases de datos de patentes estadounidenses en JPEG 2000 entre 1978 y el 15 de marzo de 2000 (fecha de la primera ITU T.801 o ISO DTS 15444- 1) no proporciona ninguna patente registrada en ninguna de estas 2 bases de datos de patentes.

Esto proporciona un contexto actualizado del estado legal de JPEG 2000 en 2019, lo que muestra que desde 2016, aunque ISO e IEC niegan cualquier responsabilidad sobre cualquier derecho de patente oculto que no sea el identificado en las bases de datos ISO mencionadas anteriormente, el riesgo de tal reclamo de patente en ISO 15444-1 y su algoritmo de transformada de ondículas discretas parece ser bajo.

Estándares relacionados

Existen varias partes adicionales del estándar JPEG 2000; Entre ellos se encuentran ISO / IEC 15444-2: 2000, extensiones JPEG 2000 que definen el formato de archivo .jpx , que incluyen, por ejemplo, la cuantificación Trellis , un formato de archivo extendido y espacios de color adicionales , [36] ISO / IEC 15444-4: 2000, el pruebas de referencia e ISO / IEC 15444-6: 2000, el formato de archivo de imagen compuesta ( .jpm ), que permite la compresión de gráficos de imagen / texto compuestos. [37]

Extensiones para transferencia segura de imágenes, JPSEC (ISO / IEC 15444-8), esquemas mejorados de corrección de errores para aplicaciones inalámbricas, JPWL (ISO / IEC 15444-11) y extensiones para codificación de imágenes volumétricas, JP3D (ISO / IEC 15444-10 ) también están disponibles en ISO.

Protocolo JPIP para la transmisión de imágenes JPEG 2000

En 2005, se publicó un protocolo de exploración de imágenes basado en JPEG 2000, llamado JPIP, como ISO / IEC 15444-9. [38] Dentro de este marco, solo las regiones seleccionadas de imágenes potencialmente grandes deben transmitirse desde un servidor de imágenes a solicitud de un cliente, reduciendo así el ancho de banda requerido.

Los datos JPEG 2000 también se pueden transmitir mediante los protocolos ECWP y ECWPS que se encuentran en ERDAS ECW / JP2 SDK.

Motion JPEG 2000

Artículo principal: Motion JPEG 2000

Motion JPEG 2000 , (MJ2), originalmente definido en la Parte 3 del estándar ISO para JPEG2000 (ISO / IEC 15444-3: 2002,) como un documento independiente, ahora ha sido expresado por ISO / IEC 15444-3: 2002 / Amd 2: 2003 en términos del formato base ISO, ISO / IEC 15444-12 y en la Recomendación UIT-T T.802. [39] Especifica el uso del formato JPEG 2000 para secuencias cronometradas de imágenes (secuencias de movimiento), posiblemente combinadas con audio, y compuestas en una presentación general. [40] [41] También define un formato de archivo, [42] basado en el formato de archivo multimedia base ISO (ISO 15444-12). Las extensiones de nombre de archivo para archivos de video Motion JPEG 2000 son .mj2 y .mjp2 de acuerdo con RFC 3745.

Es un estándar ISO abierto y una actualización avanzada de MJPEG (o MJ), que se basó en el formato JPEG heredado . A diferencia de los formatos de video comunes, como MPEG-4 Part 2 , WMV y H.264 , MJ2 no emplea compresión temporal o entre cuadros. En cambio, cada cuadro es una entidad independiente codificada por una variante con pérdida o sin pérdida de JPEG 2000. Su estructura física no depende del orden de tiempo, pero emplea un perfil separado para complementar los datos. Para audio, admite codificación LPCM , así como varias variantes de MPEG-4, como datos "sin procesar" o complementarios. [43]

Motion JPEG 2000 (a menudo referido como MJ2 o MJP2) fue considerado como un formato de archivo digital [44] por la Biblioteca del Congreso . En junio de 2013, en una entrevista con Bertram Lyons de la Biblioteca del Congreso para The New York Times Magazine , sobre "Consejos para archivar la historia familiar", se mencionan códecs como FFV1 , H264 o Apple ProRes , pero JPEG 2000 no. [45]

Formato de archivo multimedia base ISO

ISO / IEC 15444-12 es idéntica a ISO / IEC 14496-12 (MPEG-4 Parte 12) y define el formato de archivo multimedia base ISO . Por ejemplo, el formato de archivo Motion JPEG 2000, el formato de archivo MP4 o el formato de archivo 3GP también se basan en este formato de archivo multimedia base ISO. [46] [47] [48] [49] [50]

Georreferenciación GML JP2

El Open Geospatial Consortium (OGC) ha definido un estándar de metadatos para georreferenciar imágenes JPEG 2000 con XML incrustado utilizando el formato Geography Markup Language (GML): GML en JPEG 2000 para codificación de imágenes geográficas (GMLJP2) , versión 1.0.0, con fecha de 2006- 01-18. [51] Versión 2.0, titulada GML en JPEG 2000 (GMLJP2) Estándar de codificación Parte 1: Núcleo fue aprobado 2014-06-30. [51]

Los archivos JP2 y JPX que contienen el marcado GMLJP2 pueden ubicarse y mostrarse en la posición correcta en la superficie de la Tierra mediante un Sistema de Información Geográfica (GIS) adecuado , de manera similar a las imágenes GeoTIFF .

Soporte de aplicaciones

Aplicaciones

Soporte de aplicaciones para JPEG 2000
ProgramaParte 1Parte 2Licencia
LeerEscribirLeerEscribir
ACDSeesísí??Propiedad
Adobe Photoshop [Nota 1]sísísísíPropiedad
Adobe LightroomNoNoNoNoPropiedad
IPhoto de ApplesíNosíNoPropiedad
Vista previa de Apple [Nota 2]sísísísíPropiedad
Autodesk AutoCAD [ aclaración necesaria ]sísísí?Propiedad
BAE Systems CoMPASSsíNosíNoPropiedad
Licuadora [52]sísí??GPL
Fase Uno Captura UnosísísísíPropiedad
Chasys Draw IESsísísísíFreeware
CineAssetsísísísíPropiedad
CompuPic Prosísí??Propiedad
Pintura fotográfica de CorelsísísísíPropiedad
Daminion [53]síNosíNoPropiedad
mesa oscura [54]?sí??GPL
DBGallerysíNosíNoPropiedad
digiKam [55] [56] ( KDE [57] )sísí??GPL
ECogniciónsísí??Propiedad
ENVIsísí??Propiedad
ERDAS IMAGINEsísí??Propiedad
evince (incrustación de PDF 1.5)síNoNoNoGPL v2
Visor de imágenes FastStonesísísísíFreeware
FastStone MaxViewsíNosíNoPropiedad
FotoGrafix 2.0NoNoNoNoPropiedad
FotoSketcher 2.70NoNoNoNoPropiedad
GIMP 2.10Sí [58]No?NoGPL
Mapeador globalsísíNoNoPropiedad
Web de GNOMEsí-?-GPL
Google ChromeNoNoNoNoPropiedad
Convertidor gráficosísísí?Shareware
Gwenview ( KDE [57] )sísí??GPL
IDLsísí??Propiedad
ImageMagicksísísísíLicencia ImageMagick
Imagínese (con un complemento) [59]síNoNoNoFreeware
IrfanViewsísíNoNoFreeware
KolourPaint ( KDE [57] )sísí??BSD de 2 cláusulas
HERRAMIENTAS DE PLOMO [60] [61]sísísísíPropiedad
MathematicasísíNoNoPropiedad
Matlaba través de la caja de herramientasa través de la caja de herramientasa través de la caja de herramientasa través de la caja de herramientasPropiedad
Mozilla FirefoxNo [Nota 3]NoNoNoMPL
Óperaa través de QuickTime-?-Propiedad
Paint Shop ProsísísísíPropiedad
PhotoFiltreNoNoNoNoPropiedad
PhotoLinesísí??Propiedad
Ventana de imagen Pro 7síNo?NoPropietario, descontinuado
Editor de imágenes de píxelessísí??Propiedad
Avancesísí??Propiedad
QGIS (con un complemento)sísí??GPL
Safarisí-?-Propiedad
SilverFastsísísísíPropiedad
XnViewsísísísíPropiedad
ZiproxysísíNoNoGPL
  1. ^ El paquete de complementos JPEG 2000 oficial de Adobe Photoshop CS2 y CS3 no está instalado de forma predeterminada y debe copiarse manualmente desde el disco / carpeta de instalación a la carpeta Complementos> Formatos de archivo.
  2. ^ Probado con Preview.app 7.0 en Mac OS 10.9
  3. ^ El soporte de Mozilla para JPEG 2000 se solicitó en abril de 2000, pero el informe se cerró como WONTFIX en agosto de 2009. [1] Hay una extensión que agrega soporte a versiones anteriores de Firefox. [2]

Bibliotecas

Soporte de biblioteca para JPEG 2000
ProgramaParte 1Parte 2IdiomaLicencia
LeerEscribirLeerEscribir
GroksísísíNoC ++AGPL
KakadusísísísíC ++Propiedad
OpenJPEGsísísíNoCBSD

Ver también

  • AVIF
  • Cine digital
  • Comparación de formatos de archivos gráficos
  • Tipos de imágenes de compresión de video
  • DjVu  : un formato de compresión que también usa wavelets y que está diseñado para su uso en la web.
  • ECW  : un formato de compresión wavelet que se compara bien con JPEG 2000.
  • Transporte de medios de alta velocidad de bits
  • JPEG-LS : otro estándar de compresión de imágenes sin pérdida de JPEG.
  • QuickTime  : un marco multimedia, un complemento de aplicación y navegador web desarrollado por Apple, capaz de codificar, decodificar y reproducir varios archivos multimedia (incluidas imágenes JPEG 2000 de forma predeterminada).
  • MrSID  : un formato de compresión wavelet que se compara bien con JPEG 2000
  • PGF  : un formato de compresión de ondas rápidas que se compara bien con JPEG 2000
  • JPIP  - Protocolo interactivo JPEG 2000
  • Wavelet
  • WebP  : un formato de imagen relacionado con WebM , que admite compresión con y sin pérdida

Referencias

Citas

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Fuentes

  • Página oficial JPEG 2000
  • Borradores finales del comité del estándar JPEG 2000 (dado que el estándar oficial JPEG 2000 no está disponible gratuitamente, los borradores finales son la documentación disponible gratuitamente más precisa sobre este estándar)
  • Notas de Gormish sobre JPEG 2000
  • Descripción técnica de JPEG 2000 ( PDF )
  • Todo lo que siempre quiso saber sobre JPEG 2000, publicado por intoPIX en 2008 ( PDF )

enlaces externos

  • Página web oficial
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