JPEG-XT

libjpeg
Разработчик(и)	Томас Рихтер / Справочник по JPEG AhG
Первоначальный выпуск	27 июля 2012 г .; 11 лет назад
Стабильная версия	1,65 / 21 февраля 2023 г .; 15 месяцев назад
Лицензия	GNU GPLv3 ; ИСО
Веб-сайт	github .с /thorfdbg /libjpeg

JPEG-XT
Разработано	Объединенная группа экспертов в области фотографии
Первоначальный выпуск	8 июня 2015 г .; 9 лет назад
Тип формата	с потерями и без потерь формат изображения
Стандартный	ИСО/МЭК 18477
Веб-сайт	www .jpeg .org /jpegxt /

JPEG XT (ISO/IEC 18477) — это стандарт сжатия изображений, который определяет обратно совместимые расширения базового стандарта JPEG (ISO/IEC 10918-1 и Рекомендации МСЭ T.81).

JPEG XT расширяет JPEG за счет поддержки более высоких целочисленных битовых глубин, изображений с расширенным динамическим диапазоном и кодирования с плавающей запятой, кодирования без потерь, кодирования альфа-канала и расширяемого формата файлов на основе JFIF . Он также включает в себя реализацию эталонного программного обеспечения и спецификацию тестирования на соответствие.

Расширения JPEG XT обратно совместимы с базовым форматом файлов JPEG/JFIF — существующее программное обеспечение совместимо с прямой совместимостью и может читать двоичный поток JPEG XT, хотя оно может декодировать только базовое 8-битное изображение с потерями. ^[1]

Стандарт JPEG XT [ править ]

Стандарты JPEG официально называются информационными технологиями – масштабируемое сжатие и кодирование неподвижных изображений с непрерывным тоном . ISO/IEC 18477 состоит из следующих частей:

Масштабируемое сжатие и кодирование непрерывных неподвижных изображений JPEG XT — детали
Часть	Дата первого публичного релиза	Номер ИСО/МЭК	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	РДЭ Целочисленное кодирование
Часть 7	2017-05	ИСО/МЭК 18477-7	HDR-кодирование с плавающей запятой
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 [ править ]

Основная часть 1 стандарта определяет широко используемые сегодня спецификации JPEG, такие как ISO/IEC 10918-1 (базовый формат), 10918-5 Формат обмена файлами JPEG (JFIF) и 10918-6 (приложения для печати). Он ограничивает режимы кодирования JPEG базовым, последовательным и прогрессивным режимами Хаффмана и включает определения JFIF Rec. 601 преобразование цветового пространства с субдискретизацией цветности YCbCr . ^[2]^[1] Авторами первой спецификации являются Томас Рихтер из Германии, Тим Брюйлантс и Питер Шелкенс из Бельгии, а также швейцарско-иранский инженер Турадж Эбрахими. ^[2]

Формат файла Box в части 3 определяет расширяемый формат, обратно совместимый с JFIF. Расширения основаны на «коробках» — фрагментах размером 64 КБ, помеченных маркером приложения 11 («APP11»), содержащих уровни расширенных 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 схема использовалась в более раннем формате JPEG-HDR от Dolby Labs , который стандартизирован в JPEG XT Part 2. ^[2]

Часть 7 включает в себя инструменты кодирования HDR с плавающей запятой, которые создают слой улучшенного изображения из изображения полной точности и 8-битного базового слоя изображения с гамма-коррекцией и тональным отображением. Эти инструменты предназначены для получения изображений с расширенным динамическим диапазоном с использованием нескольких экспозиций и изображений, созданных компьютером, точность которых превышает линейную 16-битную целочисленную точность. ^[2]

Он определяет три основных алгоритма восстановления HDR-изображения: Профиль A использует общий логарифмический масштабный коэффициент для обратного тонального отображения базового слоя; Профиль B использует слой расширения изображения делителя, масштабированный по общему значению экспозиции; Профиль C аналогичен 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]

В профиле D используется простой алгоритм, который не генерирует улучшенное изображение: уровень улучшения используется для хранения коэффициентов передачи дискретного косинусного преобразования (DCT) повышенной точности, 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 кодовом потоке, обеспечивая повышенную точность DCT и кодирование без потерь во всех профилях («Полный профиль»). ^[1]

Часть 6, Целочисленное кодирование изображений промежуточного динамического диапазона (IDR), представляет собой расширение для кодирования целочисленных выборок длиной от 9 до 16 бит, типичных для RAW данных датчика ; его инструменты кодирования идентичны Профилю C Части 7. ^[2]

Часть 2 определяет реализацию изображения HDR на основе формата JPEG-HDR от Dolby. ^[5] Он использует формат изображения RGBE, определенный Профилем A Части 7, поддерживая выборки как целых чисел, так и с плавающей запятой; Формат файла основан на части 3, но использует собственный синтаксис текстовых метаданных. ^[2]

Кодирование без потерь части 8 — это расширение кодирования целых чисел и чисел с плавающей запятой на основе профиля C части 7, позволяющее масштабировать сжатие с потерями до сжатия без потерь. Для 10- и 12-битной точности используется ДКП целого числа без потерь, который заменяет каждое пространство вращения тремя сдвигами (аналогично вейвлет-преобразованию в JPEG2000). Для 16-битной точности стандартом определяется приближение DCT с фиксированной запятой с потерями, которое необходимо для реализации декодерами. Это позволяет кодировщику прогнозировать ошибки кодирования и сохранять их на уровне улучшения, обеспечивая реконструкцию без потерь. Остатки ошибок на уровне улучшения могут быть либо несжатыми, либо сжатыми с помощью DCT без потерь. ^[1] Сжатие и качество изображения в Части 8 сравнимы с PNG . ^[2]^[3]

Часть 9. Расширение альфа-канала позволяет кодировать с потерями и без потерь прозрачные изображения и изображения произвольной формы. Он использует слой непрозрачности (прозрачности), закодированный с целочисленной точностью или точностью с плавающей запятой, а также метаданные, чтобы указать, было ли содержимое предварительно умножено на альфа или предварительно умножено и смешано с цветом фона. ^[1]^[2]

В будущем расширения защиты конфиденциальности и безопасности позволят кодировать частные области изображений (или целые изображения) с уменьшенным разрешением, а также улучшающие уровни с цифровым шифрованием для восстановления изображения в полном разрешении только тем, у кого есть личный ключ дешифрования. Тем, у кого нет ключа, будут видны только общедоступные регионы. ^[1]^[2]

JPEG-HDR [ править ]

Кодирование HDR JPEG XT Part 2 основано на формате Dolby JPEG-HDR. ^[5] создан в 2005 году Грегом Уордом ^[6] от BrightSide Technologies и Мэриэнн Симмонс из Walt Disney Feature Animation как способ хранения изображений с расширенным динамическим диапазоном в стандартном файле JPEG . BrightSide Technologies была приобретена Dolby Laboratories в 2007 году.

Кодирование изображения основано на двухслойном формате изображения RGBE, используемом средством рендеринга Radiance , оба из которых также были созданы Уордом. Уменьшение размера файла достигается за счет сначала преобразования изображения в версию с тональной компрессией , а затем сохранения изображения с реконструктивным множителем в маркерах APP11 в том же файле JPEG/JFIF. Обычное программное обеспечение для просмотра игнорирует изображение с множителем, позволяя любому увидеть версию изображения с тональной компрессией, 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 Грега Уорда. ^[7] и пфстулс. ^[8]

Справочное программное обеспечение [ править ]

ISO/IEC Объединенная группа экспертов по фотографии поддерживает эталонную реализацию программного обеспечения для базового JPEG (ISO/IEC 10918-1 и 18477-1) и расширений JPEG XT (ISO/IEC 18477, части 2 и 6-9), а также JPEG-LS. (ИСО/МЭК 14495). Уменьшенная версия без JPEG-LS, арифметического кодирования и иерархического прогрессивного кодирования, подобного mozjpeg, доступна по лицензии ISO. ^[9] Будучи участником ICIP Grand Challenge, автор также включает в библиотеку некоторые существующие методы оптимизации JPEG, известные как «JPEG на стероидах». ^[10]

Программный кодер JPEG-HDR предоставлен Dolby Labs; Программное обеспечение JPEG XT Part 7 Profile B предоставлено XDepth/Trellis Management; реализацию всех остальных частей обеспечил Штутгартский университет .

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Томас Рихтер; Алессандро Артузи; Турадж Эбрахими (2016). «JPEG XT: новое семейство обратно совместимых стандартов JPEG» (PDF) . IEEE Мультимедиа . 23 (июль/сентябрь 2016 г.): 80–88. дои : 10.1109/MMUL.2016.49 .
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л Томас Рихтер, Тим Брюйлантс, Питер Шелкенс, Турадж Эбрахими (22 сентября 2015 г.). Набор стандартов JPEG XT: состояние и планы на будущее
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Алессандро Артузи, Рафаль К. Мантюк, Томас Рихтер, Павел Коршунов, Филипп Ханхарт, Турадж Эбрахими, Массимилиано Агостинелли. JPEG XT: стандарт сжатия для изображений HDR и WCG (кратко о стандартах)
^ 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 . 16 (2): 413–428. дои : 10.1007/s11554-015-0547-x . ISSN 1861-8200 . S2CID 14247192 .
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б «Откройте для себя домашние развлечения в формате Dolby» .
^ «Страница исходящих для Грегори Уорда Ларсона» .
^ «Программное обеспечение Anyhere» . Anyhere.com .
^ «О программе pfstools» . pfstools.sourceforge.net .
^ «Jpeg — Jpeg Xt» .
^ Рихтер, Томас (сентябрь 2016 г.). «JPEG на стероидах: общие методы оптимизации сжатия изображений JPEG». Международная конференция IEEE по обработке изображений (ICIP) , 2016 г. стр. 61–65. дои : 10.1109/ICIP.2016.7532319 . ISBN 978-1-4673-9961-6 . S2CID 14922251 .

Публикации [ править ]

JPEG-HDR: расширение JPEG с обратной совместимостью и расширенным динамическим диапазоном (pdf)
Кункель, Тимо; Рейнхард, Эрик (2010). «Переоценка одновременного динамического диапазона зрительной системы человека» . Материалы 7-го симпозиума по прикладному восприятию в графике и визуализации . АПГВ '10. АКМ. стр. 17–24. дои : 10.1145/1836248.1836251 . ISBN 978-1-4503-0248-7 . S2CID 8956334 . Проверено 7 марта 2016 г.

Внешние ссылки [ править ]

[IEEE_MM_richter-1] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Томас Рихтер; Алессандро Артузи; Турадж Эбрахими (2016). «JPEG XT: новое семейство обратно совместимых стандартов JPEG» (PDF) . IEEE Мультимедиа . 23 (июль/сентябрь 2016 г.): 80–88. дои : 10.1109/MMUL.2016.49 .

[jpegxt_status-2] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л Томас Рихтер, Тим Брюйлантс, Питер Шелкенс, Турадж Эбрахими (22 сентября 2015 г.). Набор стандартов JPEG XT: состояние и планы на будущее

[nutshell-3] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Алессандро Артузи, Рафаль К. Мантюк, Томас Рихтер, Павел Коршунов, Филипп Ханхарт, Турадж Эбрахими, Массимилиано Агостинелли. JPEG XT: стандарт сжатия для изображений HDR и WCG (кратко о стандартах)

[4] 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 . 16 (2): 413–428. дои : 10.1007/s11554-015-0547-x . ISSN 1861-8200 . S2CID 14247192 .

[dolby_jpeg-hdr-5] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б «Откройте для себя домашние развлечения в формате Dolby» .

[6] «Страница исходящих для Грегори Уорда Ларсона» .

[7] «Программное обеспечение Anyhere» . Anyhere.com .

[8] «О программе pfstools» . pfstools.sourceforge.net .

[software-9] «Jpeg — Jpeg Xt» .

[10] Рихтер, Томас (сентябрь 2016 г.). «JPEG на стероидах: общие методы оптимизации сжатия изображений JPEG». Международная конференция IEEE по обработке изображений (ICIP) , 2016 г. стр. 61–65. дои : 10.1109/ICIP.2016.7532319 . ISBN 978-1-4673-9961-6 . S2CID 14922251 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

v т и Форматы графических файлов
Raster	ANI ANIM APNG ART AVIF BMP BPG BSAVE CAL CIN CPC CPT DDS DPX ECW EXR FITS FLIC FLIF FPX GIF HDRi HEVC ICER ICNS ICO / CUR ICS ILBM JBIG JBIG2 JNG JPEG JPEG-LS JPEG 2000 JPEG XL JPEG XR JPEG XS JPEG XT JPEG-HDR KRA MNG MIFF NRRD ORA PAM PBM / PGM / PPM / PNM PCX PGF PICtor PNG PSD / PSB PSP QOI QTVR RAS RGBE Logluv TIFF SGI TGA TIFF TIFF/EP TIFF/IT UFO / UFP WBMP WebP XBM XCF XPM XWD
Raw	CIFF DNG
Vector	AI CDR CGM DXF EVA EMF EMF+ Gerber HVIF IGES PGML SVG VML WMF Xar
Compound	CDF DjVu EPS PDF PICT PS SWF XAML
Metadata	Exchangeable image file format (Exif) International Press Telecommunications Council § Photo metadata Extensible Metadata Platform (XMP) GIF § Metadata Steganography
Category Comparison