JPEG XT - JPEG XT
 | |
| Vyvinutý | Joint Photographic Experts Group |
|---|---|
| První vydání | 8. června 2015 |
| Typ formátu | ztrátový a bezeztrátový formát obrazu |
| Standard | ISO/IEC 18477 |
| webová stránka | www |
JPEG XT (ISO/IEC 18477) je standard komprese obrazu, který specifikuje zpětně kompatibilní rozšíření základního standardu JPEG (ISO/IEC 10918-1 a ITU Rec. T.81).
JPEG XT rozšiřuje JPEG o podporu vyšších celočíselných bitových hloubek, zobrazování s vysokým dynamickým rozsahem a kódování s plovoucí desetinnou čárkou, bezztrátové kódování, kódování alfa kanálů a rozšiřitelný formát souboru založený na JFIF . Obsahuje také implementaci referenčního softwaru a specifikaci testování shody.
Rozšíření JPEG XT jsou zpětně kompatibilní se základním formátem souborů JPEG/JFIF - stávající software je dopředu kompatibilní a dokáže číst binární stream JPEG XT, ačkoli by dekódoval pouze základní 8bitový ztrátový obraz.
Standard JPEG XT
Standardy JPEG jsou formálně pojmenovány jako Informační technologie-Škálovatelná komprese a kódování nepohyblivých obrazů . ISO/IEC 18477 se skládá z následujících částí:
| Část | Datum prvního veřejného vydání | ISO/IEC číslo | Číslo ITU | Formální název |
|---|---|---|---|---|
| Část 1 | 2015-06 | ISO/IEC 18477-1 | Specifikace základního kódovacího systému | |
| Část 2 | 2016-07 | ISO/IEC 18477-2 | Kódování obrázků s vysokým dynamickým rozsahem | |
| Část 3 | 2015-12 | ISO/IEC 18477-3 | Formát souboru boxu | |
| Část 4 | 2017-10 | ISO/IEC 18477-4 | Testování shody | |
| Část 5 | 2018-03 | ISO/IEC 18477-5 | Referenční software | |
| Část 6 | 2016-02 | ISO/IEC 18477-6 | Celočíselné kódování IDR | |
| Část 7 | 2017-05 | ISO/IEC 18477-7 | Kódování s plovoucí desetinnou čárkou HDR | |
| Část 8 | 2016-10 | ISO/IEC 18477-8 | Bezztrátové a téměř bezeztrátové kódování | |
| Část 9 | 2016-10 | ISO/IEC 18477-9 | Kódování alfa kanálu |
Přehled
Základní část 1 normy definuje specifikace JPEG, které se dnes běžně používají, například ISO/IEC 10918-1 (základní formát), 10918-5 JPEG File Interchange Format (JFIF) a 10918-6 (tiskové aplikace). Omezuje režimy kódování JPEG na základní, sekvenční a progresivní Huffman a zahrnuje definice JFIF Rec. 601 transformací barevného prostoru s podvzorkováním chroma YCbCr . Autorem první specifikace jsou Thomas Richter z Německa, Tim Bruylants a Peter Schelkens z Belgie a švýcarsko-íránský inženýr Touradj Ebrahimi.
Část 3 Formát souboru boxu definuje rozšiřitelný formát, který je zpětně kompatibilní s JFIF. Rozšíření jsou založena na „boxech“-64 kB blocích označených aplikačním markerem 11 („APP11“), které obsahují datové vrstvy vylepšení a další binární metadata popisující, jak je kombinovat se základní 8bitovou vrstvou a vytvořit tak obraz s úplnou přesností. Část 3 staví na základním formátu ISO souboru médií používaném JPEG 2000 ; podobné uspořádání bylo použito v dřívějším formátu JPEG-HDR od Dolby Labs , který je standardizován v JPEG XT Part 2.
Část 7 obsahuje nástroje pro kódování HDR s plovoucí desetinnou čárkou, které vytvářejí vylepšenou obrazovou vrstvu z plně přesného obrazu a 8bitové základní obrazové vrstvy s mapovanou gamma opravenou tónem. Tyto nástroje jsou určeny pro zobrazování s vysokým dynamickým rozsahem s vícenásobnými fotografickými expozicemi a počítačem generované obrázky, které překračují lineární 16bitovou celočíselnou přesnost.
Definuje tři hlavní algoritmy pro rekonstrukci obrazu HDR: Profil A používá společný logaritmický faktor měřítka pro inverzní mapování tónů základní vrstvy; Profil B používá vrstvu rozdělovače obrazu dělenou podle společné hodnoty expozice; Profil C je podobný profilu A, ale používá faktory škálování na jednotlivé složky a logaritmický prostor s lineárními funkcemi, které umožňují bezztrátové kódování. Profil A je založen na formátu obrazu Radiance RGBE a profil B je založen na formátu XDepth od Trellis Management .
Profil D používá jednoduchý algoritmus, který negeneruje vylepšený obraz-vylepšovací vrstva slouží k ukládání rozšířené přesnosti přenosových koeficientů diskrétní kosinové transformace (DCT) a pro zvýšení dynamického rozsahu na 12 bitů je použita funkce přenosu gama. Zpětná kompatibilita je omezená, protože starší dekodéry nerozumí novým křivkám EOTF a produkují podsycené barvy. Profil D není implementován v referenčním softwaru.
JPEG XT také umožňuje míchání různých prvků z různých profilů v proudu kódu, což umožňuje rozšířenou přesnost DCT a bezeztrátové kódování ve všech profilech (dále jen „úplný profil“).
Část 6, Celočíselné kódování obrázků s přechodným dynamickým rozsahem (IDR), je rozšířením pro kódování 9 až 16bitových celočíselných vzorků typických pro data snímačů RAW ; jeho kódovací nástroje jsou totožné s částí 7 profil C.
Část 2 definuje implementaci HDR zobrazení na základě formátu JPEG-HDR od společnosti Dolby. Používá formát obrazu RGBE definovaný v části 7 Profil A, podporující celočíselné i plovoucí desetinné čárky; formát souboru je založen na části 3, ale používá proprietární textovou syntaxi metadat.
Část 8 bezeztrátové kódování je rozšířením celočíselného a plovoucí desetinné čárky na základě části 7 profilu C, což umožňuje škálovatelnou ztrátovou až bezeztrátovou kompresi. Pro 10 a 12bitovou přesnost se používá DCT bezztrátové celé číslo na celé číslo, které nahrazuje každý rotační prostor třemi smyky (podobně jako waveletová transformace v JPEG2000). Pro 16bitovou přesnost je standardem specifikována ztrátová aproximace DCT s pevným bodem a je vyžadována pro implementaci dekodérů. To umožňuje kodéru předvídat chyby kódování a ukládat je do vylepšovací vrstvy, což umožňuje bezztrátovou rekonstrukci. Zbytky chyb ve vylepšovací vrstvě lze buď nekomprimovat, nebo komprimovat pomocí bezeztrátového DCT celého čísla na celé číslo. Výkon komprese a kvality obrazu části 8 je srovnatelný s PNG .
Část 9 Rozšíření alfa kanálu umožňuje ztrátové a bezeztrátové kódování průhledných obrázků a libovolně tvarovaných obrazů. Používá vrstvu krytí (průhlednost), kódovanou s přesností na celé číslo nebo s plovoucí desetinnou čárkou, a metadata k určení, zda byl obsah předem vynásoben alfa nebo předem znásoben a smíchán s barvou pozadí.
V budoucnu by ochrana soukromí a rozšíření zabezpečení umožnily kódování oblastí soukromých obrázků (nebo celých obrázků) se sníženým rozlišením, přičemž vrstvy digitálně šifrovaných vylepšení obnoví obraz v plném rozlišení pouze těm, kteří mají soukromý dešifrovací klíč. Těm, kdo nemají klíč, budou viditelné pouze veřejné regiony.
JPEG-HDR
Kódování JPEG XT Part 2 HDR je založeno na formátu Dolby JPEG-HDR, vytvořeném v roce 2005 Gregem Wardem z BrightSide Technologies a Maryannem Simmonsem z Walt Disney Feature Animation jako způsob ukládání obrázků s vysokým dynamickým rozsahem do standardního souboru JPEG . Společnost BrightSide Technologies získala společnost Dolby Laboratories v roce 2007.
Kódování obrazu je založeno na dvouvrstvém formátu obrazu RGBE používaném vykreslovačem Radiance , oba také vytvořil Ward. Snížení velikosti souboru je dosaženo tak, že se obrázek nejprve převede na verzi mapovanou v tónu a poté se uloží rekonstrukční multiplikační obraz do značek APP11 do stejného souboru JPEG/JFIF. Běžný software pro prohlížení bude ignorovat multiplikační obraz, což komukoli umožní vidět verzi obrazu mapovanou v tónu ve standardním dynamickém rozsahu a barevném gamutu.
Formát souboru JPEG-HDR je podobný formátu souboru JPEG XT Part 3 Box, ale používá textová metadata.
Mezi programy podporující formát JPEG-HDR patří Photosphere od Greg Ward a pfstools.
Referenční software
| Vývojáři | Thomas Richter /JPEG Reference AhG |
|---|---|
| První vydání | 27. července 2012 |
| Stabilní uvolnění | 1,55 / 20. července 2018
|
| Licence | GNU GPLv3 ; ISO |
| webová stránka | github |
Skupina ISO/IEC Joint Photography Experts Group udržuje implementaci referenčního softwaru pro základní JPEG (ISO/IEC 10918-1 a 18477-1) a rozšíření JPEG XT (ISO/IEC 18477 části 2 a 6-9), jakož i JPEG-LS (ISO/IEC 14495). Zmenšená verze bez JPEG-LS, aritmetického kódování a hierarchického progresivního kodéru podobného mozjpegu je k dispozici pod licencí ISO. Jako soutěžící o ICIP Grand Challenge autor v knihovně také zahrnuje některé existující techniky optimalizace JPEG známé jako „JPEG na steroidech“.
Softwarový kodér JPEG-HDR poskytuje společnost Dolby Labs; Software JPEG XT Part 7 Profile B poskytuje XDepth/Trellis Management; implementaci všech zbývajících částí zajistila univerzita ve Stuttgartu .
Patent Pool
V dubnu 2019 oznámil lucemburský Sisvel vytvoření souboru patentů pro JPEG-XT, ačkoli k červenci 2021 neexistuje žádný seznam přihlášených patentů. Členy fondů byli Dolby International AB a Trellis Europe Srl
Standardní ceny společnosti Sisvel jsou 0,12 EUR za zařízení založená na kamerách a 0,06 EUR za zařízení podporující kameru.
Viz také
Reference
Publikace
- JPEG-HDR: Zpětně kompatibilní, rozšíření vysokého dynamického rozsahu do formátu JPEG (pdf)
- Kunkel, Timo; Reinhard, Erik (2010). „JPEG-HDR: Zpětně kompatibilní, rozšíření vysokého dynamického rozsahu do formátu JPEG“ . Sborník příspěvků ze 7. sympozia o aplikovaném vnímání v grafice a vizualizaci . ACM: 17–24. doi : 10,1145/1836248,1836251 . ISBN 978-1-4503-0248-7. S2CID 8956334 . Vyvolány 7 March je 2016 .
