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JPEG 2000 (auch JPEG2K) ist ein Standard für die Komprimierung von digitalen Bildern, insbesondere von Halbton-Graustufen-/Farbbildern und Binärbildern. JPEG ist die Abkürzung für Joint Photographic Experts Group.

Diese Norm ist das Ergebnis einer gemeinsamen Anstrengung der Internationalen Normungsorganisation (ISO), der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) und der Internationalen Telekommunikationsunion (ITU-T). Das Kerncodierungssystem des JPEG 2000-Standards ist offiziell als ISO/IEC 15444-1/ITU-T Rec. registriert. T.800. Dieser Standard bietet eine hervorragende Komprimierungsleistung im Hinblick auf das Bitraten-/Verzerrungsverhalten für Halbtonbilder und übertrifft die Leistung seines Vorgängers JPEG insbesondere bei niedrigeren Bitraten. Qualität und Funktionalität stehen bei JPEG 2000 im Fokus, dafür werden neue Technologien eingesetzt.

Die diskrete Kosinustransformation (DCT) wurde gegen die 2000 . ausgetauscht daubechieswaveletTransformation, die im Grunde ein Übergang von einer lokalen, blockbasierten Transformation zu einer globalen Bildtransformation ist. Dies vermeidet die störenden Blockartefakte bei niedrigen Bitraten auf Kosten von mehr verschmierten Bildern. Die Daubechies-Wavelet-Transformation eignet sich auch sehr gut für skalierbare oder eingebettete Codierung und überschattet die Leistung des hierarchischen und progressiven DCT-Modus des alten JPEG-Standards.

Zusammenfassend unterstützt oder liefert JPEG 2000 eine überlegene Codierleistung bei niedrigen Bitraten, die Komprimierung von Halbton- und Binärbildern, einen großen Dynamikbereich der Pixel, große Bilder und viele Bildkomponenten, verlustfreie und verlustbehaftete Komprimierung, Bit -Ratenoptimierung, progressive Übertragung in Bezug auf Qualität und Auflösung, Region-of-Interest-Kodierung, wahlfreier Zugriff und Operationen im komprimierten Bereich, objektbasierte Funktionalität, Bitfehlerrobustheit (Fehlerresistenz), sequentielle Kodierungsfähigkeit, ein Dateiformat (JPX) , und Bildsicherheitsfunktion.

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Der JPEG 2000-Standard umfasst mehrere Teile:

• Teil 1 – Kerncodierungssystem – ISO/IEC 15444-1/ITU-T Rec. T.800: Definiert die grundlegende Funktionalität und Codestream-Syntax von JPEG2000.
• Teil 2 – Erweiterungen – ISO/IEC 15444-2/ITU-T Rec. T.801: Führt zusätzliche Funktionen wie beliebige Dekompositionsstile, beliebige Wavelet-Filter, Mehrkomponententransformationen (linear und nichtlinear), verschiebungsbasierte Kodierung von interessierenden Bereichen, ein neues Dateiformat (JPX). Codecs, die Teil 2 unterstützen, müssen nicht unbedingt den vollen Funktionsumfang unterstützen.
• Teil 3 – Motion JPEG2000 – ISO/IEC 15444-3/ITU-T Rec. T.802: Im Gegensatz zu JPEG wurde für JPEG2000 ein Dateiformat (MJ2) definiert, das die bildweise Kodierung von Bewegtbildern ermöglicht. Zusätzlich zu den in diesem Teil unterstützten zusätzlichen Funktionen wird das eigentliche Dateiformat in Teil 12 definiert.
• Teil 4 – Konformitätsprüfung – ISO/IEC 15444-4/ITU-T Rec. T.803: Gibt die Testverfahren für die Kodierung und Dekodierung gemäß Teil 1 von JPEG2000 an.
• Teil 5 – Referenzsoftware – ISO/IEC 15444-5/ITU-T Rec. T.804: Zum Testen und Validieren von JPEG2000-Kodierungssystemen werden zwei Softwarepakete angeboten (in den Programmiersprachen Java und C).
• Teil 6 – Zusammengesetztes Bilddateiformat – ISO/IEC 15444-6/ITU-T Rec. T.805: Zeichnet ein alternatives Dateiformat auf, um die Speicherung zusammengesetzter Bilder (mehrere Bilder, Text, Überlagerungen usw.) zu unterstützen. Das ITU-T T.44|ISO 16485 Multilayer Mixed Raster Content (MRC)-Modell wird verwendet, um zusammengesetzte Bilder in Teil 6 von JPEG2000 darzustellen.
• Teil 7 - Referenzhardware: wurde mangels Beiträgen abgesagt.
• Teil 8 – Sicheres JPEG2000 (JPSEC) – ISO/IEC 15444-8/ITU-T Rec. T.807: Diese Komponente bietet Unterstützung für die Sicherheit in JPEG2000.
• Teil 9 – Interaktivitätstools, APIs und Protokolle (JPIP) – ISO/IEC 15444-9/ITU-T Rec. T.808: spezifiziert ein Interaktivitätsprotokoll und Tools für den effizienten Austausch von JPEG2000-Bildern und den dazugehörigen Metadaten.
• Teil 10 – Erweiterungen für volumetrische Datensätze – ISO/IEC 15444-10: Dieser Teil erweitert die Teile 1 und 2, um die Verschlüsselung volumetrischer Datensätze (Bilder von medizinischen Scannern usw.) zu unterstützen.
• Teil 11 – Drahtlos (JPWL) – ISO/IEC 15444-11/ITU-T Rec. T.810: Drahtlose Multimediaanwendungen sind stark von Übertragungsfehlern betroffen. JPWL fügt Funktionen für Fehlerschutz, Fehlererkennung und Fehlerkorrektur bei fehleranfälliger drahtloser Kommunikation hinzu.
• Teil 12 – ISO-Basismediendateiformat – ISO/IEC 15444-12|ISO/IEC 14496-12: Dies ist ein alternatives Dateiformat, das in Absprache mit dem MPEG-Komitee (Motion Pictures Experts Group) entwickelt wurde und sowohl für die Motion JPEG2000-Standard sowie für MPEG-Standards. Dieses Format basiert auf dem Schnelle Zeit-Datei Format.

Die Marktdurchdringung von JPEG 2000 ist geringer als die des Vorgängers JPEG. Dies liegt zum einen an Lizenzansprüchen in Bezug auf den ursprünglichen JPEG-Standard, die im Markt für viel Verunsicherung gesorgt haben, zum anderen an der höheren Komplexität. Diese Probleme wurden inzwischen behoben und JPEG 2000 ist jetzt sowohl in Low-End- als auch in High-End-Geräten zu finden. JPEG2000 hat sich hauptsächlich in High-End-Märkten wie Videoüberwachung und medizinischer Bildgebung durchgesetzt, wo sowohl Qualität als auch Skalierbarkeit wichtig sind. JPEG 2000 wurde auch als Kodierungsstandard für das digitale Kino ausgewählt.

Externe Links

• Gemeinsame Expertengruppe für Bilder: JPEG 2000
• (und) Was Sie schon immer über JPEG 2000 JPEG wissen wollten