JPEG-XT
 | |
| Разработан | Объединенная группа экспертов в области фотографии |
|---|---|
| Начальная версия | 8 июня 2015 г |
| Тип формата | с потерями и без потерь формат изображения |
| Стандартный | ИСО/МЭК 18477 |
| Веб-сайт | www |
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:
| Часть | Дата первого публичного релиза | Номер ИСО/МЭК | ЭТОТ номер | 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, и 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 уровни улучшения с цифровым шифрованием позволят восстанавливать 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 ]
| Разработчики) | Томас Рихтер / Справочник по JPEG AhG |
|---|---|
| Начальная версия | 27 июля 2012 г |
| Стабильная версия | 1,65
/ 21 февраля 2023 г |
| Лицензия | GNU GPLv3 ; ИСО |
| Веб-сайт | github |
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: а б с д Это 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: а б с д Это 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: 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: 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 расширенного динамического диапазона для JPEG с обратной совместимостью (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 ]
- Официальный сайт Объединенной группы экспертов по фотографии (JPEG)
- jpeg.org/jpegxt/
- Поддиапазонное кодирование изображений с расширенным динамическим диапазоном
- Искусство HDR
- Кодер BrightSide Technologies JPEG-HDR (архивная версия)
- KODAK PROFESSIONAL Технология обработки изображений расширенного диапазона
- JPEG
- Форматы графических файлов
- стандарты МЭК
- стандарты ИСО
- Форматы файлов с расширенным динамическим диапазоном
- Алгоритмы сжатия с потерями
- Алгоритмы сжатия без потерь
- Открытые форматы
- Сжатие изображения
- Новинки, связанные с компьютером, в 2015 году
- Бельгийские изобретения
- Немецкие изобретения
- Иранские изобретения
- Швейцарские изобретения