O que é um arquivo JP2?
JPEG 2000 (JP2) é um sistema de codificação de imagem e padrão de compressão de imagem de última geração. Ele usa a tecnologia wavelet para codificar conteúdo sem perdas em qualquer qualidade de uma só vez. Além disso, sem nenhuma penalidade substancial na eficiência de codificação, o JPEG 2000 tem a capacidade de acessar e decodificar o mesmo conteúdo de forma eficaz em uma variedade de outras resoluções e qualidades. Os fluxos de código em JPEG 2000 são significativamente escaláveis com regiões de interesse que fornecem a facilidade de acesso espacial aleatório.
JPEG 2000 destaca-se por ser um dos padrões mais escaláveis. Diferentes partes de uma imagem podem ser armazenadas usando diversas qualidades. Uma escalada de desempenho notável pode ser alcançada ordenando o fluxo de código de várias maneiras. No entanto, o JP2 requer codificadores/decodificadores complexos e computacionalmente desafiadores, como resultado dessa flexibilidade. Em comparação com o JPEG, o JPEG 2000 produz apenas artefatos de toque que fazem anéis perto da borda da imagem e podem ficar desfocados, enquanto o JPEG usa blocos de artefatos visuais 8×8 que podem ser artefatos de toque e bloqueio. Possuindo até 16384 componentes diversos com as dimensões em terapixels, e precisão que pode chegar a 38 bits/amostra.
História
Em 2000, o comitê do Joint Photographic Experts Group projetou o JP2 com o objetivo de melhorar seu próprio padrão JPEG baseado em transformada de cosseno discreto com este novo método baseado em wavelet. O comitê do JPEG pretendia fornecer seus métodos básicos livres de taxas de licença. Na licença JP2, ganhando concorrência entre 20 empresas, eles venceram por um triz. O JPEG 2000 foi declarado como um padrão ISO, embora a maioria dos navegadores da Web não esteja pronta para dar uma mão ao JPEG 2000 desde 2017.
Partes do sistema de codificação de imagem JPEG 2000
A seguir estão as partes principais que constituem o conjunto completo de padrões para JPEG 2000.
| Parte | Título | Descrição | Número |
|---|---|---|---|
| Parte 1 | Sistema de codificação do núcleo | Define a sintaxe do fluxo de código. Diferentes etapas envolvidas na decodificação de imagens JPEG 2000. Explica o formato de arquivo básico JP2, metadados e direitos de IP a serem fornecidos. | ISO/IEC 15444-1 |
| Parte 2 | Extensões | Define extensões para fluxo de código de formato de arquivo e permite demonstrações de amostra HDR, especificação de espaço de cores, corte, transformações geométricas; diversas animações, metadados e vários fluxos de código. | ISO/IEC 15444-2 |
| Parte 3 | Motion JPEG 2000 (MJ2 ou MJP2) | Introduza um formato de arquivo para sequências de movimento, codificando imagens em um fluxo de código independente. | ISO/IEC 15444-3 |
| Parte 4 | Conformidade | Informa técnicas de teste para codificação e decodificação e verifica arquivos para fluxos de código simples e arquivos JP2. | ISO/IEC 15444-4 |
| Parte 5 | Software de referência | Compreende dois pacotes de código-fonte (Java, C) que implementam o sistema de codificação Core e estão disponíveis sob licenças de código aberto. | ISO/IEC 15444-5 |
| Parte 6 | Formato de arquivo de imagem composta | Define o formato de arquivo JPM e permite imagens de documentos de várias páginas para aplicativos semelhantes a fax. Suporta o uso de JBIG2 e JPEG. | ISO/IEC 15444-6 |
| Parte 8 | JPEG 2000 Secured (JPSEC) | Assegura a segurança de transações, conteúdos e tecnologias, e permite fluxos de bits JPEG 2000 seguros. | ISO/IEC 15444-8 |
| Parte 9 | JPIP | Define ferramentas em um ambiente de rede para acessar metadados e imagens, e declara Protocolos interativos e eficientes | ISO/IEC 15444-9 |
| Parte 10 | JP3D | Extensão volumétrica da Parte 1 e introduz a dimensão Z. Estende o conceito de blocos, blocos de código, recintos e recursos de acessibilidade 3D de região de interesse. | ISO/IEC 15444-10 |
| Parte 11 | JPWL | Lida com transmissão bem organizada em uma rede sem fio propensa a erros. Esta extensão é compatível com decodificadores | ISO/IEC 15444-11 |
| Parte 13 | Codificador de nível básico | Define uma implementação de codificador de nível básico do sistema de codificação Core. | ISO/IEC 15444-13 |
| Parte 14 | JPXML | Uma representação em XML e explica os segmentos de marcadores e métodos para acessar os dados internos de imagens. | ISO/IEC 15444-14 |
| Parte 15 | HTJ2K (Em desenvolvimento) | Especifica um algoritmo de codificação de bloco alternativo. O algoritmo oferece uma taxa de transferência dez vezes maior e codificação/decodificação sem perdas. |
Formato de arquivo JP2
O JPEG 2000 define o formato do arquivo e o fluxo de código da mesma forma que o JPEG-1. Embora as amostras de imagem sejam descritas exclusivamente pelo JPEG 2000, o JPEG-1 inclui outras informações adicionais sobre o espaço de cores e a resolução essenciais para codificar a imagem. Se uma imagem armazenada como arquivo JPEG 2000, o .jp2 é usado como extensão. Esse formato de arquivo é aprimorado ainda mais pela extensão JPEG 2000 part-2, que define mecanismos de animação e configuração de vários fluxos de código em uma única imagem. A extensão .jpx é usada quando as imagens são salvas usando este formato de arquivo estendido. Como os dados de fluxo de código não são considerados salvos principalmente em arquivos, nenhuma extensão padrão é definida para essa finalidade. Embora para fins de teste, ele frequentemente recebe a extensão .jpc ou .j2k. Ao contrário do JPEG-1, o JPEG 2000 escolhe uma maneira diferente de codificar metadados no formato XML. O padrão 12234-1.4 (pelo comitê ISO TC42) é usado como referência entre as tags Exif e os componentes XML. JPEG 2000 pode conter um padrão ISO, XMP dentro.
Pedaços
Os arquivos JPEG 2000 consistem em pedaços consecutivos. Cada bloco tem um cabeçalho de 8 bytes: tamanho de bloco de 4 bytes (big-endian, byte alto primeiro) e tipo de bloco de 4 bytes - uma das assinaturas pré-definidas: “jP” ou “jP2”.
O segundo bloco deve ser do tipo “ftyp” e ter um subtipo no deslocamento 8. JPEG 2000 definido pelo subtipo que deve ser um dos valores: “jp2 “(tipo de arquivo *.JP2), “jp20” (arquivo tipo *.JPA), “jpm " (tipo de arquivo *.JPM), “jpx " (tipo de arquivo *.JPX).
Iterando pedaços, até que um tipo desconhecido seja detectado, compomos o arquivo de imagem/vídeo JPEG 2000.
Transformação de cor
Inicialmente, é necessária a transformação das imagens do espaço de cores RGB para outro espaço de cores. Para isso, existem duas formas: Transformação de Cor Irreversível (ICT) e Transformação de Cor Reversível (RCT). O primeiro usa o espaço de cores YC,,B,,C,,R,, e deve ser implementado em ponto fixo/flutuante, enquanto mais tarde um espaço de cores YUV modificado e de natureza reversível.// //Não restrito ao modelo RGB, JPEG A linguagem 2000 usa a transformação de vários componentes.
Revestimento
Quando a transformação de cor é feita, a imagem é convertida em regiões retangulares chamadas de ladrilhos que podem ser transformadas e codificadas separadamente. O tamanho de todos os blocos terá o mesmo ou a imagem inteira pode ser considerada como um único bloco. O decodificador aproveita a vantagem do ladrilho e consome menos memória ou pode codificar parcialmente alguns ladrilhos. Embora esta técnica tenha uma desvantagem de degradação da qualidade da imagem.
Transformação wavelet
A imagem após o ladrilho é transformada em wavelet que pode ser irreversível ou reversível e implementada usando o esquema de convolução ou levantamento.
Taxa de compressão
Dependendo das características físicas de uma imagem, é obtido um ganho de compressão de 20% A previsão de redundância espacial do JPEG 2000 desempenha um papel vital no processo de compressão e as imagens de alta resolução tendem a ganhar mais vantagens.
Aplicativos atendidos pelo padrão
- Gravação, edição e armazenamento de vídeos HD baseados em quadros
- Imagens médicas e biometria
- imagens de satélite, sensoriamento remoto e detecção de movimento
- Comunicação cliente/servidor, distribuição e armazenamento em rede.
- Cinema digital, contribuição de alimentação HDTV ao vivo, material audiovisual digitalizado
