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JPEG XR
Extensión de nombre de archivo
Tipo de medio de Internet
  • imagen / vnd.ms-photo
  • image / jxr [3]
Desarrollado porMicrosoft , ITU-T , ISO / IEC
Versión inicial14 de abril de 2009 ; Hace 12 años ( 14 de abril de 2009 )
Último lanzamiento
01/2012 (UIT-T); Edición de 2012 (ISO / IEC)
(enero de 2012 ; hace 9 años ) ( 2012-01 )
Tipo de formatoFormato de archivo de gráficos
Contenido porPELEA
EstándarRec. UIT-T T.832 (01/2012),
ISO / IEC 29199-2: 2012
¿ Formato abierto ?Sí ( nueva licencia BSD )
Sitio webUIT-T T.832 (01/2012) ,
ISO / IEC 29199-2: 2012

JPEG XR [4] ( JPEG de rango extendido [5] ) es un estándar de compresión de imágenes fijas y un formato de archivo para imágenes fotográficas de tono continuo , basado en tecnología originalmente desarrollada y patentada por Microsoft con el nombre HD Photo (anteriormente Windows Media Photo ). [6] Admite compresión con pérdida y sin pérdida , y es el formato de imagen preferido para los documentos de especificación de papel XML abierto Ecma-388 .

El soporte para el formato está disponible en Adobe Flash Player 11.0, Adobe AIR 3.0, Sumatra PDF 2.1, Windows Imaging Component , .NET Framework 3.0, Windows Vista , Windows 7 , Windows 8 , Internet Explorer 9 , Internet Explorer 10 , Internet Explorer 11 , Luna pálida 27.2 . [7] [8] [9] En enero de 2021, todavía no había cámaras que tomaran fotos en formato JPEG XR (.JXR).

Historia [ editar ]

Microsoft anunció por primera vez Windows Media Photo en WinHEC 2006, [10] y luego lo renombró a HD Photo en noviembre de ese año. En julio de 2007, el Joint Photographic Experts Group y Microsoft anunciaron que HD Photo estaba bajo consideración para convertirse en un estándar JPEG conocido como JPEG XR . [11] [12] El 16 de marzo de 2009, JPEG XR recibió la aprobación final como Recomendación UIT-T T.832 y, a partir de abril de 2009, estuvo disponible en el UIT-T en formato "prepublicado". [1] El 19 de junio de 2009, aprobó una boleta de votación del Borrador Final de Norma Internacional (FDIS) ISO / IEC, que resultó en la aprobación final como Norma Internacional.ISO / IEC 29199-2 . [13] [14] El UIT-T actualizó su publicación con una corrección aprobada en diciembre de 2009, [1] e ISO / IEC publicó una nueva edición con correcciones similares el 30 de septiembre de 2010. [15]

En 2010, después de completar la especificación de codificación de imágenes, el UIT-T e ISO / IEC también publicaron una especificación de formato de movimiento (UIT-T T.833 | ISO / IEC 29199-3), un conjunto de pruebas de conformidad (UIT-T T .834 | ISO / IEC 29199-4) y software de referencia (ITU-T T.835 | ISO / IEC 29199-5) para JPEG XR. En 2011, publicaron un informe técnico que describe la arquitectura del flujo de trabajo para el uso de imágenes JPEG XR en aplicaciones (ITU-T T.Sup2 | ISO / IEC TR 29199-1).

Descripción [ editar ]

Capacidades [ editar ]

JPEG XR es un formato de archivo de imagen que ofrece varias mejoras clave sobre JPEG , que incluyen: [16]

Mejor compresión
El formato de archivo JPEG XR admite relaciones de compresión más altas en comparación con JPEG para codificar una imagen con calidad equivalente.
Compresión sin perdidas
JPEG XR también admite compresión sin pérdida . Los pasos de procesamiento de la señal en JPEG XR son los mismos para la codificación sin pérdida y con pérdida. Esto hace que el modo sin pérdida sea fácil de admitir y permite el "recorte" de algunos bits de una imagen comprimida sin pérdida para producir una imagen comprimida con pérdida.
Soporte de estructura de azulejos
Una imagen codificada en JPEG XR se puede segmentar en regiones de mosaico . Los datos de cada región se pueden decodificar por separado. Esto permite un acceso rápido a partes de una imagen sin necesidad de decodificar la imagen completa. Cuando se usa un tipo de mosaico denominado "mosaico suave", la estructura de la región de mosaico se puede cambiar sin decodificar completamente la imagen y sin introducir distorsión adicional.
Soporte para una mayor precisión del color
JPEG XR admite una amplia variedad de representaciones de color de imagen además de la codificación convencional YUV de 8 bits por muestra (formalmente YCbCr ) 4: 2: 0 que se utiliza normalmente para el estándar JPEG original.
Para admitir imágenes que utilizan un espacio de color RGB , JPEG XR incluye una conversión interna al espacio de color YCoCg y admite una variedad de esquemas de empaquetado de representación de color y profundidad de bits. Estos se pueden usar con y sin un canal alfa acompañante para enmascaramiento de formas y soporte de semitransparencia, y algunos de ellos tienen una precisión mucho mayor que la que se ha usado típicamente para la codificación de imágenes. Incluyen:
  • Empaquetaduras de baja profundidad de bits de RGB en 16 bits por píxel usando 5 bits para cada canal o 5 bits para rojo y azul y 6 bits para verde
  • 8 bits por componente (a veces llamado color verdadero ) empaquetados en 24 o 32 bits por píxel
  • 10 bits por componente en una representación empaquetada de 32 bits (una de varias variedades de representación de color de mayor precisión conocida como color profundo )
  • 16 bits por componente como números enteros, números de coma fija o números de coma flotante de precisión media empaquetados en 48 o 64 bits
  • 32 bits por componente como números de punto fijo o números de punto flotante de precisión completa empaquetados en 96 o 128 bits (para los cuales no se admite la codificación sin pérdidas debido a la precisión excesivamente alta)
JPEG XR también admite el modelo de color CMYK entero de 16 bits por componente (64 bits por píxel) . [17]
Las codificaciones de componentes de color de punto fijo de 16 bits y 32 bits también son compatibles con JPEG XR. En tales codificaciones, los 4 bits más significativos de cada canal de color se tratan como si proporcionaran un "espacio para la cabeza" y "espacio para los pies" adicionales más allá del rango de valores que representa el rango nominal de la señal de negro a blanco.
Además, las codificaciones de componentes de color de punto flotante de 16 bits y 32 bits son compatibles con JPEG XR. En estos casos, la imagen se interpreta como datos de punto flotante, aunque todos los pasos de codificación y decodificación de JPEG XR se realizan utilizando solo operaciones con números enteros (para simplificar el procesamiento de compresión).
El formato de color de punto flotante de exponente compartido conocido como RGBE ( Radiance ) también es compatible, lo que permite un almacenamiento más fiel de imágenes de alto rango dinámico (HDR) .
Además de los formatos RGB y CMYK, JPEG XR también admite codificaciones de color en escala de grises y multicanal con un número arbitrario de canales.
Las representaciones de color, en la mayoría de los casos, se transforman en una representación de color interna. La transformación es completamente reversible, por lo que este paso de transformación de color no introduce distorsión y, por lo tanto, se pueden admitir modos de codificación sin pérdidas.
Soporte de mapa de transparencia
Puede estar presente un canal alfa para representar la transparencia, de modo que la capacidad de superposición de mezcla alfa esté habilitada.
Modificación de imágenes de dominio comprimido
En JPEG XR, la decodificación completa de la imagen es innecesaria para convertir una imagen de una codificación sin pérdida a una codificación con pérdida, reducir la fidelidad de una codificación con pérdida o reducir la resolución de la imagen codificada.
La decodificación completa también es innecesaria para ciertas operaciones de edición como el recorte, los giros horizontales o verticales o las rotaciones cardinales .
La estructura de mosaico para acceder a las regiones de la imagen también se puede cambiar sin decodificación completa y sin introducir distorsión.
Soporte de metadatos
Un archivo de imagen JPEG XR puede contener opcionalmente un perfil de color ICC incorporado , para lograr una representación de color consistente en múltiples dispositivos.
También se admiten los formatos de metadatos Exif y XMP .

Formato de contenedor [ editar ]

En el anexo A del estándar JPEG XR se especifica un formato de contenedor de archivos que se puede utilizar para almacenar datos de imágenes JPEG XR. Es un formato similar a TIFF que utiliza una tabla de etiquetas de directorio de archivos de imagen (IFD). Un archivo JPEG XR contiene datos de imagen, datos de canal alfa opcionales, metadatos, metadatos XMP opcionales almacenados como RDF / XML y Exif opcionalmetadatos, en etiquetas IFD. Los datos de la imagen son un fragmento de datos autónomo contiguo. El canal alfa opcional, si está presente, se puede comprimir como un registro de imagen independiente, lo que permite la decodificación de los datos de imagen independientemente de los datos de transparencia en aplicaciones que no admiten la transparencia. (Alternativamente, JPEG XR también admite un formato de canal alfa "intercalado" en el que los datos del canal alfa se codifican junto con los demás datos de imagen en un único flujo de código comprimido).

Al estar basado en TIFF, este formato hereda todas las limitaciones del formato TIFF, incluido el límite de tamaño de archivo de 4 GB, que de acuerdo con la especificación de HD Photo "se abordará en una actualización futura". [18]

Se ha iniciado un nuevo trabajo en el comité JPEG para permitir el uso de la codificación de imágenes JPEG XR dentro del formato de almacenamiento de archivos JPX, lo que permite el uso del protocolo JPIP, que permite la navegación interactiva de imágenes en red. [13] Además, una especificación Motion JPEG XR fue aprobada como estándar ISO para compresión de movimiento (video) en marzo de 2010. [19]

Algoritmo de compresión [ editar ]

Comparación entre JPEG 2000, JPEG XR y JPEG.

El diseño de JPEG XR [1] [20] es conceptualmente muy similar a JPEG : la imagen de origen se convierte opcionalmente en un espacio de color luma-chroma , los planos cromáticos se submuestreo opcionalmente , cada plano se divide en bloques de tamaño fijo, los bloques se transforman en el dominio de la frecuencia, y los coeficientes de frecuencia se cuantifican y codifican entropía . Las principales diferencias incluyen las siguientes:

  • JPEG admite profundidades de bits de 8 y 12 bits; JPEG XR admite profundidades de bits de hasta 32 bits. JPEG XR también admite la compresión sin pérdida y con pérdida de datos de imágenes de punto flotante (al representar los valores de punto flotante en un formato similar a IEEE 754 y codificarlos como si fueran números enteros) e imágenes RGBE .
  • JFIF y otras prácticas típicas de codificación de imágenes especifican una transformación lineal de RGB a YCbCr , que en la práctica presenta una ligera pérdida debido al error de redondeo . JPEG XR especifica una transformación de espacio de color sin pérdida, a saber, YCoCg-R , [21] [22] dada (para RGB) por: [23]
  • Mientras que JPEG usa bloques de 8 × 8 para su transformación de frecuencia, JPEG XR usa principalmente transformaciones de bloques de 4 × 4. (Las transformaciones 2 × 4 y 2 × 2 también se definen para casos especiales que involucran submuestreo de croma ; las opciones del codificador incluyen YUV_444, YUV_422, YUV_420 y Y_only monocromático). [24]
  • Mientras que JPEG utiliza una única etapa de transformación, JPEG XR aplica su transformación de núcleo 4 × 4 en una forma jerárquica de dos niveles dentro de regiones de macrobloque de 16 × 16 . Esto le da a la transformación una jerarquía de resolución múltiple similar a una wavelet y mejora su capacidad de compresión.
  • El DCT , la transformación de frecuencia utilizada por JPEG, tiene una ligera pérdida debido al error de redondeo. JPEG XR usa un tipo de transformada entera que emplea un esquema de elevación . [25] La transformación requerida, llamada Photo Core Transform (PCT), se asemeja a una DCT 4 × 4 pero no tiene pérdidas (exactamente invertible). De hecho, es una realización particular de una familia más grande de transformadas sin multiplicadores compatibles con binarios llamadas binDCT. [26]
  • JPEG XR permite un paso de prefiltrado de superposición opcional, llamado Transformación de superposición de fotos (POT), antes de cada una de sus etapas PCT de transformación de núcleo 4 × 4. [25] El filtro opera en bloques de 4 × 4 que están compensados ​​por 2 muestras en cada dirección de los bloques de transformación de núcleo de 4 × 4. Su propósito es mejorar la capacidad de compresión y reducir los artefactos en los límites del bloque a velocidades de bits bajas. A altas velocidades de bits, donde tales artefactos no suelen ser un problema, se puede omitir el filtrado previo para reducir el tiempo de codificación y decodificación. El filtrado de superposición se construye utilizando operaciones de números enteros siguiendo un esquema de elevación , por lo que también es sin pérdidas. Cuando se combinan adecuadamente, el POT y el PCT en JPEG-XR forman una transformación traslapada. [27]
  • En JPEG, los coeficientes DC de la imagen de los bloques DCT se predicen aplicando la predicción DC del bloque de transformación del vecino izquierdo, y no se predice ningún otro coeficiente. En JPEG XR, los bloques de 4 × 4 se agrupan en macrobloques de 16 × 16 muestras, y los 16 coeficientes de CC de los bloques de 4 × 4 de cada macrobloque se pasan a través de otro nivel de transformación de frecuencia, dejando tres tipos de coeficientes para codificar entropía. : los coeficientes de CC del macrobloque (llamados CC), los coeficientes de CA de nivel de macrobloque (llamados "paso bajo") y los coeficientes de CA de nivel inferior (llamados CA). La predicción de los valores de los coeficientes a través de los bloques de transformación se aplica a los coeficientes de CC y también a una fila o columna adicional de coeficientes de CA.
  • JPEG XR admite la codificación de una imagen descomponiéndola en regiones de área de mosaicos rectangulares individuales más pequeñas . Cada área de mosaico se puede decodificar independientemente de las otras áreas de la imagen. Esto permite un acceso rápido a áreas espaciales de imágenes sin decodificar la imagen completa.
  • La fase de codificación de entropía de JPEG XR es más adaptativa y compleja que la de JPEG, e incluye un esquema de predicción de coeficientes de CC y CA, reordenamiento de coeficientes adaptativos (en contraste con el ordenamiento en zigzag fijo de JPEG) y una forma de codificación Huffman adaptativa para los propios coeficientes.
  • JPEG utiliza un tamaño de paso de cuantificación único por componente DC / AC por plano de color por imagen. JPEG XR permite una selección de tamaños de pasos de cuantificación de CC en una región de mosaico y permite que los tamaños de paso de cuantificación de CA y de paso bajo varíen de un macrobloque a otro.
  • Debido a que todas las fases de codificación, excepto la cuantificación, no tienen pérdida, JPEG XR no tiene pérdida cuando todos los coeficientes de cuantificación son iguales a 1. Esto no es cierto para JPEG. JPEG define un modo sin pérdida independiente que no utiliza DCT, pero libjpeg no lo implementa y, por lo tanto, no es ampliamente compatible.

La especificación de flujo de bits de HD Photo afirma que "HD Photo ofrece una calidad de imagen comparable a JPEG-2000 con un rendimiento computacional y de memoria más similar a JPEG", que "ofrece una imagen comprimida con pérdida de mejor calidad de percepción que JPEG en menos de la mitad del archivo size ", y que" las imágenes comprimidas sin pérdida ... suelen ser 2,5 veces más pequeñas que los datos originales sin comprimir ".

Soporte de software [ editar ]

Se ha publicado una implementación de software de referencia de JPEG XR como la Recomendación UIT-T T.835 y la Norma Internacional ISO / IEC 29199-5.

Los siguientes productos de software notables son compatibles de forma nativa con JPEG XR:

nombre del productoEditorLeer soporteSoporte de escritura
Capture One 7 o posteriorFase unosísí
Corel Paint Shop Pro X2 o posteriorCorelsísí[28]
Visor de imágenes rápidoDesarrollos de software de Axel RietschinsíN / A[29]
ImageMagickImageMagick Studio LLCsísí[30]
Internet Explorer 9MicrosoftsíN / A[31] [32]
Diseño de expresión de MicrosoftMicrosoftsísí[33]
Medios de expresión de MicrosoftMicrosoftsíNo
Editor compuesto de imágenes de MicrosoftMicrosoftsísí[34]
Paint.NETRick Brewstersísí[35]
Pale Moon (navegador web)Producciones MoonchildsíN / A[36]
PhotoLineComputerinselsísí
Serif PhotoPlus X7Serif Europasísí
Galería fotográfica de Windows LiveMicrosoftsísí
Galería de fotos de WindowsMicrosoftsísí
Visor de fotos de WindowsMicrosoftsíN / A
Xara Designer ProXara Group LimitedsíNo[37]
XnViewPierre-Emmanuel Gougeletsísí[38] [39]
Zoner Photo Studio 13 o posteriorSoftware Zonersísí

El siguiente software notable es compatible con JPEG XR a través de un complemento :

Nombre del productoEditorNombre del complementoEditor de complementosLeer soporteSoporte de escritura
Adobe Photoshop (CS2, CS5-CS6)Adobe SystemsComplemento de formato de archivo JPEG XR para PhotoshopCorporación Microsoftsísí[40] [41]
CAÑUTILLOEl equipo de desarrollo de GIMPComplemento JPEG XR para GIMPC. Hausnersísí[42]
IrfanView 4.25 y posteriorIrfan SkiljanHDP versión 4.26Irfan SkiljansíNo[43]
Paint.NETRick BrewsterComplemento JPEG XR para Paint.NETC. Hausnersísí[44]
Vistazo rápidoApple Inc.Complemento JPEG XR para Quick LookB. CanososíN / A[45]

Las siguientes API y marcos de software son compatibles con JPEG XR y se pueden utilizar en otro software para proporcionar compatibilidad con JPEG XR a los usuarios finales:

nombre del productoEditorLeer soporteSoporte de escritura
Adobe Integrated Runtime 3.3Adobe Systemssísí[46]
Adobe Flash Player 11.3Adobe Systemssísí[46]
Primitivas de rendimiento integradas (IPP)Intelsísí[47] [48]
Componente de imágenes de Windows (WIC)Microsoftsísí

El videojuego de 2011 Rage emplea compresión JPEG XR para comprimir sus texturas . [49]

Licencias [ editar ]

Microsoft tiene patentes sobre la tecnología en JPEG XR. Un representante de Microsoft declaró en una entrevista de enero de 2007 que para fomentar la adopción y el uso de HD Photo, la especificación está disponible bajo la Microsoft Open Specification Promise , que afirma que Microsoft permite la implementación de la especificación de forma gratuita y no presentará demandas sobre la tecnología patentada para su implementación, [50] como supuestamente declaró Josh Weisberg, director de Rich Media Group de Microsoft. A partir del 15 de agosto de 2010, Microsoft puso a disposición el estándar JPEG XR resultante bajo su Promesa de la comunidad . [51]

En julio de 2010, se publicó un software de referencia para implementar el estándar JPEG XR como Recomendación UIT-T T.835 y Estándar Internacional ISO / IEC 29199-5. Microsoft incluyó estas publicaciones en la lista de especificaciones cubiertas por su Promesa Comunitaria . [51]

En abril de 2013, Microsoft lanzó una biblioteca JPEG XR de código abierto bajo la licencia BSD . [52] [53] Esto resolvió cualquier problema de licencia con la biblioteca implementada en paquetes de software distribuidos bajo licencias populares de código abierto como la Licencia Pública General GNU , con la cual el "Kit de portabilidad de dispositivos fotográficos HD" publicado anteriormente [54] era incompatible .

Ver también [ editar ]

  • AVIF , un formato de compresión de Google, Mozilla y otros en un grupo llamado Alliance for Open Media [55]
  • JPEG , un formato de imagen utilizado para la compresión con pérdida (JPEG XR con pérdida es comparable con él).
  • JPEG 2000 , una mejora destinada a reemplazar a JPEG por el comité de JPEG a partir de 2000
  • JPEG XS , formato para imagen y video con muy baja latencia, más eficiente para transmitir video de alta calidad
  • PNG , un formato para la compresión sin pérdidas, con el que JPEG XR sin pérdidas es comparable
  • WebP , un formato con pérdida o compresión sin pérdida, propuesto por Google en 2010
  • Better Portable Graphics , una propuesta de Fabrice Bellard en 2014 basada en HEVC
  • HEIF , un formato de 2015 basado en MPEG-H Parte 12 (ISO / IEC 23008-12) y HEVC . Implementado por Apple como base para su formato de imagen única .HEIC en iPhone 7.

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

Enlaces a páginas de publicación de estandarización
  • Publicaciones del UIT-T
    • Arquitectura del sistema ITU-T T.Sup2 (03/2011) JPEG XR
    • Rec. UIT-T T.832 (03/2009, actualizado 12/2009) Especificación de codificación de imagen JPEG XR
    • Rec. UIT-T Formato de movimiento JPEG XR T.833 (09/2010)
    • Rec. UIT-T T.834 (01/2010) Prueba de conformidad JPEG XR
    • Rec. UIT-T T.835 (01/2010) Software de referencia JPEG XR
  • Publicaciones ISO / IEC
    • ISO / IEC TR 29199-1: 2011 Arquitectura del sistema JPEG XR
    • ISO / IEC 29199-2: 2010 Especificación de codificación de imágenes JPEG XR
    • ISO / IEC 29199-3: 2010 Formato de movimiento JPEG XR
    • Prueba de conformidad ISO / IEC 29199-4: 2010 JPEG XR
    • Software de referencia ISO / IEC 29199-5: 2010 JPEG XR
Enlaces a información de Microsoft
  • Blog de fotografía e imagen digital de Bill Crow . Blogs de MSDN .
  • "Descargar: HD Photo Feature Spec 1.0" . Centro de descarga de Microsoft . Microsoft. 16 de noviembre de 2006. Archivado desde el original ( DOC ) el 8 de marzo de 2012 . Consultado el 19 de marzo de 2012 .
  • "Descargar: componente de imágenes de Windows" . Centro de descarga de Microsoft . Microsoft. 23 de noviembre de 2009 . Consultado el 19 de marzo de 2012 .
  • "Descripción general del códec JPEG XR WIC" . 3 de febrero de 2012 . Consultado el 19 de marzo de 2012 .
  • "Plugin de Photoshop JPEG XR y código fuente" . 11 de abril de 2013 . Consultado el 16 de abril de 2013 .
  • "JPEG XR Plug-in v1.1 para Photoshop (Windows)" . Investigación de Microsoft . 7 de junio de 2013.
Enlaces a información de otros
  • Joris Evers (24 de mayo de 2006). "Microsoft presume de rival JPEG" . CNET . Consultado el 7 de abril de 2016 .
  • Podcast de This Week in Media sobre HD Photo , con el gerente del programa de HD Photo de Microsoft, Bill Crow.
  • Comparación WMP - JPEG 2000 , Laboratorio de medios y gráficos de la Universidad Estatal de Moscú, agosto de 2006.