ما هو ملف JP2؟
JPEG 2000 (** JP2 **) هو نظام ترميز للصور وأحدث معايير ضغط الصور. تستخدم تقنية المويجات لترميز المحتوى غير المفقود بأي جودة دفعة واحدة. علاوة على ذلك ، بدون أي عقوبة كبيرة في كفاءة التشفير ، فإن JPEG 2000 لديها القدرة على الوصول وفك تشفير نفس المحتوى بشكل فعال إلى مجموعة متنوعة من القرارات والصفات الأخرى. تدفقات الشفرة في JPEG 2000 قابلة للتطوير بشكل كبير ولها مناطق اهتمام توفر تسهيلات للوصول العشوائي المكاني.
يبرز JPEG 2000 كواحد من أكثر المعايير قابلية للتوسع. يمكن تخزين أجزاء مختلفة من الصورة باستخدام صفات متنوعة. يمكن تحقيق تصعيد الأداء الجدير بالملاحظة عن طريق طلب تدفق الكود بعدة طرق. ومع ذلك ، يتطلب JP2 أجهزة تشفير / مفككات تشفير معقدة وصعبة من الناحية الحسابية ، كنتيجة لهذه المرونة. بالمقارنة مع JPEG ، ينتج JPEG 2000 فقط القطع الأثرية الحلقية التي تجعل الحلقات بالقرب من حافة الصورة ويمكن أن تكون ضبابية ، بينما يستخدم JPEG كتل 8 × 8 من القطع الأثرية المرئية التي يمكن أن تكون رنينًا وحجبًا للقطع الأثرية. امتلاك ما يصل إلى 16384 مكونًا متنوعًا بأبعاد تيرابكسل ودقة يمكن أن تصل إلى 38 بت / عينة.
تاريخ
في عام 2000 ، صممت اللجنة المشتركة لخبراء التصوير الفوتوغرافي JP2 بهدف تحسين معيار JPEG القائم على تحويل جيب التمام مع هذه الطريقة الجديدة القائمة على الموجة. تهدف لجنة JPEG إلى توفير أساليب خط الأساس الخاصة بهم خالية من رسوم الترخيص.في ترخيص JP2 الذي يكتسب المنافسة بين 20 شركة ، فازوا بشعر طولي. تم الإعلان عن JPEG 2000 كمعيار ISO ، على الرغم من أن معظم مستعرضات الويب ليست جاهزة لتقديم يد إلى JPEG 2000 منذ عام 2017.
أجزاء من نظام تشفير الصور JPEG 2000
فيما يلي الأجزاء الرئيسية التي تشكل المجموعة الكاملة من معايير JPEG 2000.
| الجزء | العنوان | الوصف | الرقم |
|---|---|---|---|
| الجزء الأول | نظام الترميز الأساسي | يحدد بناء جملة دفق التعليمات البرمجية. المراحل المختلفة المتضمنة في فك ترميز صور JPEG 2000. يشرح تنسيق الملف الأساسي JP2 والبيانات الوصفية وحقوق IP التي سيتم توفيرها. | ISO / IEC 15444-1 |
| الجزء 2 | الامتدادات | يحدد الامتدادات لدفق كود تنسيق الملف ويسمح بعروض نموذج HDR ، ومواصفات مساحة اللون ، والقص ، والتحويلات الهندسية ؛ رسوم متحركة متنوعة وبيانات وصفية ودفق أكواد متعدد. | ISO / IEC 15444-2 |
| الجزء 3 | Motion JPEG 2000 (MJ2 أو MJP2) | تقديم تنسيق ملف لتسلسل الحركة ، وترميز الصور في دفق رمز مستقل. | ISO / IEC 15444-3 |
| الجزء 4 | التوافق | حالات اختبار تقنيات التشفير وفك التشفير وفحص الملفات لكل من تدفقات الكود العاري وملفات JP2. | ISO / IEC 15444-4 |
| الجزء 5 | البرنامج المرجعي | يتألف من حزمتين من حزم التعليمات البرمجية المصدر (Java ، C) التي تنفذ نظام تشفير Core ومتاحة بموجب تراخيص مفتوحة المصدر. | ISO / IEC 15444-5 |
| الجزء 6 | تنسيق ملف الصورة المركبة | يحدد تنسيق ملف JPM ويسمح بتصوير مستندات متعددة الصفحات للتطبيقات الشبيهة بالفاكس. يدعم استخدام JBIG2 و JPEG. | ISO / IEC 15444-6 |
| الجزء 8 | JPEG 2000 Secured (JPSEC) | يضمن أمان المعاملات والمحتويات والتقنيات ويسمح بتدفقات JPEG 2000 بت الآمنة. | ISO / IEC 15444-8 |
| الجزء 9 | JPIP | يحدد الأدوات في بيئة متصلة بالشبكة للوصول إلى البيانات الوصفية والصور ، ويذكر البروتوكولات التفاعلية والفعالة | ISO / IEC 15444-9 |
| الجزء 10 | JP3D | التمديد الحجمي للجزء 1 ويقدم البعد Z. يوسع مفهوم المربعات وكتل التعليمات البرمجية والمحددات وميزات إمكانية الوصول ثلاثية الأبعاد لمنطقة الاهتمام. | ISO / IEC 15444-10 |
| الجزء 11 | JPWL | يتعامل مع الإرسال المنظم جيدًا عبر شبكة لاسلكية معرضة للخطأ. هذا الامتداد متوافق مع أجهزة فك التشفير | ISO / IEC 15444-11 |
| الجزء 13 | جهاز التشفير على مستوى الدخول | يحدد تنفيذ مشفر مستوى الدخول لنظام الترميز الأساسي. | ISO / IEC 15444-13 |
| الجزء 14 | JPXML | تمثيل في XML ويشرح مقاطع العلامة وطرق الوصول إلى البيانات الداخلية للصور. | ISO / IEC 15444-14 |
| الجزء 15 | HTJ2K (قيد التطوير) | يحدد خوارزمية بديلة لترميز الكتل. تقدم الخوارزمية إنتاجية متزايدة بمقدار عشرة أضعاف وتشفير / فك تشفير بدون فقدان |
تنسيق ملف JP2
يعرّف JPEG 2000 تنسيق الملف بالإضافة إلى دفق التعليمات البرمجية بنفس طريقة JPEG-1. على الرغم من أن عينات الصور موصوفة حصريًا بواسطة JPEG 2000 ، إلا أن JPEG-1 يتضمن معلومات أخرى مضافة حول مساحة اللون ودقة الوضوح الضرورية لتشفير الصورة. إذا تم تخزين الصورة كملف JPEG 2000 ، يتم استخدام **. jp2 ** كملحق. يتم تحسين تنسيق الملف هذا عن طريق امتداد JPEG 2000 part-2 ، والذي يحدد آليات الرسوم المتحركة وتكوين العديد من تدفقات الكود في صورة واحدة. **. jpx ** يتم استخدام الامتداد عند حفظ الصور باستخدام تنسيق الملف الممتد هذا. نظرًا لأن بيانات دفق الكود لا تعتبر محفوظة في الملفات بشكل أساسي ، لذلك لم يتم تحديد امتداد قياسي لهذا الغرض. على الرغم من أنه لأغراض الاختبار ، فإنه غالبًا ما يحصل على الامتداد **. jpc ** أو **. j2k **. على عكس JPEG-1 ، يختار JPEG 2000 طريقة مختلفة لتشفير البيانات الأولية بتنسيق XML. يتم استخدام المعيار 12234-1.4 (من قبل لجنة ISO TC42) كمرجع بين علامات Exif ومكونات XML. يمكن أن يحتوي JPEG 2000 على معيار ISO ، داخل XMP.
قطع
تتكون ملفات JPEG 2000 من أجزاء متتالية. يحتوي كل مقطع على رأس 8 بايت: حجم مقطع 4 بايت (كبير النهاية ، مرتفع البايت أولاً) ونوع مقطع مكون من 4 بايت - أحد التوقيعات المحددة مسبقًا: “jP” أو “jP2”.
يجب أن تكون المجموعة الثانية من النوع “ftyp” ولها نوع فرعي عند الإزاحة 8. يتم تعريف JPEG 2000 حسب النوع الفرعي الذي يجب أن يكون أحد القيم: “jp2” (نوع الملف \ *. JP2) ، “jp20” (ملف اكتب \ *. JPA) ، “jpm” (نوع الملف \ *. JPM) ، “jpx” (نوع الملف \ *. JPX).
تكرار الأجزاء ، حتى يتم اكتشاف نوع غير معروف ، نقوم بتكوين ملف صورة / فيديو بتنسيق JPEG 2000.
تحول اللون
في البداية ، يلزم تحويل الصور من مساحة ألوان RGB إلى مساحة لونية أخرى. لهذا الغرض ، هناك طريقتان: تحويل اللون غير القابل للانعكاس (ICT) وتحويل اللون العكسي (RCT). يستخدم سابقًا YC ، B ، C ، R ، مساحة اللون ويجب تنفيذه في نقطة الإصلاح / العائمة بينما لاحقًا مساحة لونية YUV معدلة وقابلة للانعكاس في الطبيعة. // // لا يقتصر على نموذج RGB ، JPEG 2000 لغة تستخدم تحويل مكونات متعددة.
تبليط
عند إجراء تحويل اللون ، يتم تحويل الصورة إلى مناطق مستطيلة تسمى المربعات التي يمكن تحويلها وتشفيرها بشكل منفصل. سيكون لحجم جميع المربعات نفس الحجم أو يمكن اعتبار الصورة بأكملها قطعة واحدة. تستفيد وحدة فك التشفير من التجانب وتستهلك ذاكرة أقل أو يمكنها ترميز بعض المربعات جزئيًا. على الرغم من أن هذه التقنية لها عيب في تدهور جودة الصورة.
تحول موجية
الصورة بعد التبليط تتحول إلى موجات يمكن أن تكون إما غير قابلة للعكس أو قابلة للعكس ويتم تنفيذها باستخدام مخطط الالتواء أو الرفع.
نسبة الضغط
اعتمادًا على الخصائص الفيزيائية للصورة ، يتم الحصول على كسب ضغط بنسبة 20٪ ، حيث يلعب توقع التكرار المكاني لـ JPEG 2000 دورًا حيويًا في عملية الضغط وتميل الصور عالية الدقة إلى الحصول على أكبر فائدة.
التطبيقات التي يخدمها المعيار
- تسجيل وتحرير وتخزين مقاطع الفيديو عالية الدقة القائمة على الإطار
- الصور الطبية والقياسات الحيوية
- صور الأقمار الصناعية والاستشعار عن بعد وكشف الحركة
- اتصال العميل / الخادم وتوزيع الشبكة والتخزين.
- السينما الرقمية ، مساهمة تغذية HDTV الحية ، المواد السمعية والبصرية الرقمية
