JPEG XT (ISO / IEC 18477) - это стандарт сжатия изображений, который определяет обратно совместимые расширения базового стандарта JPEG (ISO / IEC 10918-1 и Рекомендация ITU T.81).
Разработано | Объединенная группа экспертов по фотографии |
---|---|
Первый выпуск | 8 июня 2015 г . |
Тип формата | формат изображений с потерями и без потерь |
Стандарт | ISO / IEC 18477 |
Веб-сайт | www |
JPEG XT расширяет JPEG за счет поддержки более высокой целочисленной битовой глубины, визуализации с расширенным динамическим диапазоном и кодирования с плавающей запятой, кодирования без потерь, кодирования альфа-канала и расширяемого формата файла на основе JFIF . Он также включает в себя эталонную реализацию программного обеспечения и спецификацию тестирования на соответствие.
Расширения JPEG XT обратно совместимы с базовым форматом файлов JPEG / JFIF - существующее программное обеспечение является прямым совместимым и может читать двоичный поток JPEG XT, хотя оно будет декодировать только базовое 8-битное изображение с потерями. [1]
Стандарт JPEG XT
Стандарты JPEG официально называются « Информационная технология» - масштабируемое сжатие и кодирование неподвижных изображений с непрерывным тоном . ISO / IEC 18477 состоит из следующих частей:
Часть | Дата первого публичного выпуска | Номер ISO / IEC | Номер ITU | Официальное название |
---|---|---|---|---|
Часть 1 | 2015-06 | ИСО / МЭК 18477-1 | Спецификация базовой системы кодирования | |
Часть 2 | 2016-07 | ИСО / МЭК 18477-2 | Кодирование изображений с расширенным динамическим диапазоном | |
Часть 3 | 2015-12 | ИСО / МЭК 18477-3 | Формат файла коробки | |
Часть 4 | 2017-10 | ИСО / МЭК 18477-4 | Тестирование на соответствие | |
Часть 5. | 2018-03 | ИСО / МЭК 18477-5 | Справочное программное обеспечение | |
Часть 6 | 2016-02 | ИСО / МЭК 18477-6 | IDR Целочисленное кодирование | |
Часть 7 | 2017-05 | ИСО / МЭК 18477-7 | Кодирование с плавающей запятой HDR | |
Часть 8 | 2016-10 | ИСО / МЭК 18477-8 | Кодирование без потерь и почти без потерь | |
Часть 9 | 2016-10 | ИСО / МЭК 18477-9 | Кодирование альфа-канала |
Обзор
Основная часть 1 стандарта определяет широко используемые сегодня спецификации JPEG, такие как ISO / IEC 10918-1 (базовый формат), 10918-5 JPEG File Interchange Format (JFIF) и 10918-6 (приложения для печати). Он ограничивает режимы кодирования JPEG базовым, последовательным и прогрессивным алгоритмом Хаффмана и включает определения JFIF для Rec. 601 преобразование цветового пространства с субдискретизацией цветности YCbCr . [2] [1] Первую спецификацию разработали Томас Рихтер из Германии, Тим Бруилантс и Питер Шелкенс из Бельгии и швейцарско-иранский инженер Турадж Эбрахими. [2]
Формат файла Box части 3 определяет расширяемый формат, обратно совместимый с JFIF. Расширения основаны на «блоках» - блоках по 64 КБ, помеченных маркером приложения 11 («APP11»), содержащих уровни улучшенных данных и дополнительные двоичные метаданные, описывающие, как объединить их с базовым 8-битным слоем для формирования изображения полной точности. [3] Часть 3 основана на базовом формате медиафайлов ISO, используемом в JPEG 2000 ; аналогичная компоновка использовалась в более раннем формате JPEG-HDR от Dolby Labs , который стандартизирован в JPEG XT Part 2. [2]
Часть 7 включает инструменты кодирования HDR с плавающей запятой, которые создают улучшенный слой изображения из изображения с полной точностью и 8-битного слоя базового изображения с тональной коррекцией с гамма-коррекцией. Эти инструменты предназначены для получения изображений с широким динамическим диапазоном с несколькими экспозициями фотографий и компьютерных изображений, которые превышают линейную 16-битную целочисленную точность. [2]
Он определяет три основных алгоритма восстановления изображения HDR: Профиль A использует общий логарифмический масштабный коэффициент для обратного преобразования тонов базового слоя; Профиль B использует слой расширения изображения делителя, масштабированный по общему значению экспозиции; Профиль C похож на A, но использует коэффициенты масштабирования для каждого компонента и логарифмическое пространство с кусочно-линейными функциями, что позволяет кодировать без потерь. Профиль A основан на формате изображения Radiance RGBE [2], а профиль B основан на формате XDepth от Trellis Management . [4]
Профиль D использует простой алгоритм, который не генерирует улучшенное изображение - улучшающий слой используется для хранения коэффициентов передачи дискретного косинусного преобразования (DCT) с повышенной точностью , а негамма-передаточная функция применяется для увеличения динамического диапазона до 12 бит. Обратная совместимость ограничена, поскольку устаревшие декодеры не понимают новые кривые EOTF и выдают ненасыщенные цвета. [2] Профиль D не реализован в эталонном программном обеспечении.
JPEG XT также позволяет смешивать различные элементы из разных профилей в потоке кода, обеспечивая повышенную точность DCT и кодирование без потерь во всех профилях («Полный профиль»). [1]
Часть 6, Целочисленное кодирование изображений с промежуточным динамическим диапазоном (IDR), представляет собой расширение для кодирования 9–16-битных целочисленных выборок, типичных для данных датчиков RAW ; его инструменты кодирования идентичны Части 7 Профиля C. [2]
Часть 2 определяет реализацию изображения HDR на основе формата JPEG-HDR от Dolby. [5] Он использует формат изображения RGBE, определенный в Части 7 Профиля A, поддерживая как целочисленные, так и с плавающей запятой выборки; формат файла основан на Части 3, но использует собственный синтаксис метаданных на основе текста. [2]
Часть 8 Кодирование без потерь - это расширение кодирования с целыми числами и с плавающей запятой, основанное на Части 7 профиля C, позволяющее масштабировать сжатие с потерями до сжатия без потерь. Для 10- и 12-битной точности используется DCT преобразования целого числа в целое без потерь, который заменяет каждое пространство вращения тремя сдвигами (аналогично вейвлет-преобразованию в JPEG2000). Для 16-битной точности приближение DCT с фиксированной точкой с потерями определяется стандартом и требуется для реализации декодерами. Это позволяет кодировщику прогнозировать ошибки кодирования и сохранять их на уровне улучшения, обеспечивая восстановление без потерь. Остаточные ошибки в улучшающем слое могут быть либо несжатыми, либо сжатыми с помощью DCT целочисленного преобразования без потерь. [1] Показатели сжатия и качества изображения в Части 8 сопоставимы с PNG . [2] [3]
Часть 9 Расширение альфа-канала позволяет кодировать прозрачные изображения и изображения произвольной формы с потерями и без потерь. Он использует слой непрозрачности (прозрачности), закодированный с точностью до целого числа или с плавающей запятой, и метаданные, чтобы указать, было ли содержимое предварительно умножено на альфа-канал или предварительно умножено и смешано с цветом фона. [1] [2]
В будущем защита конфиденциальности и расширения безопасности позволят кодировать частные области изображений (или целые изображения) с пониженным разрешением, с цифровыми зашифрованными уровнями улучшения, чтобы восстанавливать изображение с полным разрешением только для тех, у кого есть закрытый ключ дешифрования. Только публичные области будут видны тем, у кого нет ключа. [1] [2]
JPEG-HDR
Кодирование JPEG XT Part 2 HDR основано на формате Dolby JPEG-HDR [5], созданном в 2005 году Грегом Уордом [6] из BrightSide Technologies и Мэриэнн Симмонс из Walt Disney Feature Animation как способ хранения изображений с высоким динамическим диапазоном внутри стандарта. Файл JPEG . BrightSide Technologies была приобретена Dolby Laboratories в 2007 году.
Кодирование изображения основано на двухслойном формате изображения RGBE, используемом средством визуализации Radiance , оба из которых также были созданы Уордом. Уменьшение размера файла достигается путем сначала преобразования изображения в версию с отображением тона , а затем сохранения восстановленного изображения множителя в маркерах APP11 в том же файле JPEG / JFIF. Обычное программное обеспечение для просмотра игнорирует множитель изображения, позволяя любому увидеть версию изображения с отображением тонов, представленную в стандартном динамическом диапазоне и цветовой гамме.
Формат файла JPEG-HDR аналогичен формату файла JPEG XT Part 3 Box, но использует текстовые метаданные. [2]
Программы, поддерживающие JPEG-HDR, включают Photosphere от Грега Уорда [7] и pfstools. [8]
Справочное программное обеспечение
Разработчики) | Томас Рихтер / Справка по JPEG, AhG |
---|---|
Первый выпуск | 27 июля 2012 г . |
Стабильный выпуск | 1.55 / 20 июля 2018 г . |
Лицензия | GNU GPLv3 ; ISO |
Веб-сайт | github .com / thorfdbg / libjpeg |
Совместная группа экспертов по фотографии ISO / IEC поддерживает эталонную программную реализацию для базового JPEG (ISO / IEC 10918-1 и 18477-1) и расширений JPEG XT (ISO / IEC 18477, части 2 и 6-9), а также для JPEG-LS. (ИСО / МЭК 14495). Уменьшенная версия без JPEG-LS, арифметического кодирования и иерархического прогрессивного кодировщика типа mozjpeg доступна по лицензии ISO. [9] Как участник конкурса ICIP Grand Challenge, автор также включает в библиотеку некоторые существующие методы оптимизации JPEG, известные как «JPEG на стероидах». [10]
Программный кодировщик JPEG-HDR предоставлен Dolby Labs; Программное обеспечение JPEG XT Part 7 Profile B предоставляется XDepth / Trellis Management; реализация всех остальных частей была предоставлена Штутгартским университетом .
Смотрите также
- JPEG
- JPEG-LS
- JPEG 2000
- JPEG XR
- JPEG-HDR
Рекомендации
- ^ a b c d e f Томас Рихтер, Алессандро Артузи, Турадж Эбрахими, JPEG XT: новое семейство обратно-совместимых стандартов JPEG, IEEE Multimedia Magazine, выпуск за июль / сентябрь 2016 г. DOI: 10.1109 / MMUL.2016.49. Предпечатная версия. https://jpeg.org/downloads/jpegxt/IEEE_MM-preprint-AA-TE.pdf
- ^ a b c d e f g h i j k l Томас Рихтер, Тим Бруилантс, Питер Шелкенс, Турадж Эбрахими (22 сентября 2015 г.). Набор стандартов JPEG XT: состояние и планы на будущее
- ^ a b Алессандро Артузи, Рафаль К. Мантюк, Томас Рихтер, Павел Коршунов, Филипп Ханхарт, Турадж Эбрахими, Массимилиано Агостинелли. JPEG XT: стандарт сжатия для изображений HDR и WCG (стандарты в двух словах)
- ^ Артузи, Алессандро; Мантюк, Рафал К .; Рихтер, Томас; Ханхарт, Филипп; Коршунов, Павел; Агостинелли, Массимилиано; Десять, Аркадий; Эбрахими, Турадж (19 декабря 2015 г.). «Обзор и оценка стандарта сжатия изображений JPEG XT HDR» . Журнал обработки изображений в реальном времени . DOI : 10.1007 / s11554-015-0547-х . ISSN 1861-8200 .
- ^ а б https://www.dolby.com/us/en/technologies/JPEG-HDR.html
- ^ http://www.anyhere.com/gward/
- ^ http://anyhere.com/
- ^ http://pfstools.sourceforge.net/
- ^ https://jpeg.org/jpegxt/software.html
- ^ Рихтер, Томас (сентябрь 2016 г.). «JPEG на СТЕРОИДАХ: Общие методы оптимизации для сжатия изображений JPEG». Международная конференция IEEE по обработке изображений (ICIP), 2016 г .: 61–65. DOI : 10,1109 / ICIP.2016.7532319 . Выложите резюме .
Публикации
- JPEG-HDR: обратная совместимость, расширение расширенного динамического диапазона до JPEG (pdf)
- Кункель, Тимо; Рейнхард, Эрик (2010). «JPEG-HDR: обратная совместимость, расширение расширенного динамического диапазона для JPEG» . Материалы 7-го симпозиума по прикладному восприятию в графике и визуализации . ACM: 17–24. ISBN 978-1-4503-0248-7. Проверено 7 марта +2016 .
Внешние ссылки
- Официальный сайт Объединенной группы экспертов по фотографии (JPEG)
- jpeg.org/jpegxt/
- Подполосное кодирование изображений с расширенным динамическим диапазоном
- Искусство HDR
- Кодировщик JPEG-HDR от BrightSide Technologies (заархивированная версия)
- KODAK PROFESSIONAL Технология обработки изображений с расширенным диапазоном