五颜六色论坛 -> 素材资源 -> JPEG2000 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题

KIBEZ 2003-10-07 01:02
信大家对JPEG这种图像格式都非常熟悉，在我们日常所接触的图像中，绝大多数都是JPEG格式的。JPEG的全称为Joint Photographic Experts Group，它是一个在国际标准组织(ISO)下从事静态图像压缩标准制定的委员会，它制定出了第一套国际静态图像压缩标准：ISO 10918－1，俗称JPEG。由于相对于BMP等格式而言，品质相差无己的JPEG格式能让图像文件“苗条”很多，无论是传送还是保存都非常方便，因此JPEG格式在推出后大受欢迎。随着网络的发展，JPEG的应用更加广泛，目前网站上80％的图像都采用JPEG格式。 #LP38 wE  
　　但是，随着多媒体应用领域的快速增长，传统JPEG压缩技术已无法满足人们对数字化多媒体图像资料的要求：网上JPEG图像只能一行一行地下载，直到全部下载完毕，才可以看到整个图像，如果只对图像的局部感兴趣也只能将整个图片载下来再处理；JPEG格式的图像文件体积仍然嫌大；JPEG格式属于有损压缩，当被压缩的图像上有大片近似颜色时，会出现马赛克现象；同样由于有损压缩的原因，许多对图像质量要求较高的应用JPEG无法胜任…… )v1y P  
　　针对这些问题，从1998年开始，专家们开始为下一代JPEG格式出谋划策，希望新标准能具有更高压缩率以及更多新功能，而且更有利于用户对图像进行数字化处理。但这几年间，由于在算法选取问题上耽误了不少时间，直到今年3月的东京会议，彩色静态图像的新一代编码方式“JPEG2000”的编码算法才确定，其最终标准将于今年12月出台。JPEG2000的编码算法一经确定，许多著名的图形图像公司如Corel、Pegasus（美国神马成像公司）等就迫不及待地在新开发的图像工具软件中集成了JPEG2000图像压缩技术；而Microsoft、Netscape等在浏览器领域竞争的公司也开始将JPEG2000的新技术集成到其下一个版本的浏览器中——因为相对于JPEG来说，JPEG2000可以说具有革命性的改变！ n|G x29 E  
N>Dr z  
　　JPEG2000的核心 }sbh|#  
jacp':T  
　　JPEG2000作为一种图像压缩格式，算法是其核心。JPEG 2000之所以相对于现在的JPEG标准有了很大的技术飞跃，就是因为它放弃了JPEG所采用的以离散余弦变换算法为主的区块编码方式，而改用以离散子波变换算法为主的多解析编码方式。 *aE/\b  
　　离散余弦变换算法(Discrete Cosine Transformation，DCT)是经典谱分析常采用的工具，它考察整个时域过程的频域特征或整个频域过程的时域特征，而对于非平稳过程，这种算法则显得力不从心。图像数据被压缩成正方形8×8的“像素信息模块”并按照一定顺序排列存储形成压缩文件，每一次压缩都需要舍弃若干频率信息，压缩得越多，舍弃的频率信息也越多，经过彻底压缩后的图像文件将只保留最为重要的数据信息，这样的压缩过程在图像细腻平滑程度方面必然有所损失。 );8Nj zX1  
　　离散子波变换算法(Discrete WaveletTransform，DWT)是现代谱分析工具，在包括压缩在内的图像处理与图像分析领域正得到越来越广泛的应用。这种算法对于时域或频域的考察都采取局部的方式，所以对于非平稳过程也一样十分有效。子波在信号分析中对高频成分采用由粗到细渐进的时空域上的取样间隔，所以能够像自动调焦一样看清远近不同的景物，并放大任意细节，是构造图像多分辨率的有力工具。 8M{-RlR  
　　此外，JPEG2000还将彩色静态画面采用的JPEG编码方式、2值图像采用的JBIG(Joint Binary Image Group)编码方式及低压缩率采用JPEGLS统一起来，成为对应各种图像的通用编码方式。 ^jY'Hj.Bs  
4#pn ]  
　　

KIBEZ 2003-10-07 01:02
JPEG2000的优势 UP+4xG  
0q !  
　　说了这么多理论，那么JPEG2000的优势到底在何处呢？主要有四个方面： M%aA1!@/  
　　高压缩率由于在离散子波变换算法中，图像可以转换成一系列可更加有效存储像素模块的“子波”，因此，JPEG2000格式的图片压缩比可在现在的JPEG基础上再提高10％～30％，而且压缩后的图像显得更加细腻平滑。也就是说，我们以后在网上看采用JPEG2000压缩的图像时，不仅下载速率比采用JPEG格式的快近30％，而且品质也将更好。 UHaY|I${U  
　　无损压缩预测法作为对图像进行无损编码的成熟方法被集成到JPEG2000中，因此JPEG2000能实现无损压缩（Looseness Compression）。这样，我们以后需要保存一些非常重要或需要保留详细细节的图像时，就不需要再将图像转换成其他格式了，非常方便。此外，JPEG 2000的误差稳定性（Robustness to Bit Error）也比较好，能更好地保证图像的质量。 '1f:8  
　　渐进传输现在网络上的JPEG图像下载时是按“块”传输的，因此只能一行一行地显示，而采用JPEG2000格式的图像支持渐进传输(ProgressiveTransmission)。所谓的渐进传输就是先传输图像轮廓数据，然后再逐步传输其他数据来不断提高图像质量(也就是不断地向图像中插入像素以不断提高图像的分辨率)。这样你就不需要像以前那样等图像全部下载后才决定是否需要，有助于你快速地浏览和选择大量图片，从而提高了上网效率。 0v"h /  
　　实际上，当我们在浏览器中观看JPEG200格式的图像时，在图像上单击鼠标右键会弹出一个菜单，支持多达6项功能：“Get Picture Info”用来查看文件的尺寸、大小、图像质量、已下载的大小等信息；“Save Picture As”用于保存图片，并且可以指定保存后的图像质量；每选择“Improve”命令一次图像的分辨率就会提高一级，直到图像全部下载完成；“Load without Limits”用于直接下载完全部图像；“Zoom In”用于平滑放大一倍显示图像，再按一下左键放大了的图像会还原，在浏览尺寸很小的图片时十分实用。 It@1!_tO2  
　　感兴趣区域压缩JPEG2000另一个极其重要的优点就是ROI（Region of Interest，即感兴趣区域）。你可以指定图片上感兴趣区域，然后在压缩时对这些区域指定压缩质量，或在恢复时指定某些区域的解压缩要求。这是因为子波在空间和频率域上具有局域性（即一个变换系数牵涉到的图像空间范围是局部的），要完全恢复图像中的某个局部，并不需要所有编码都被精确保留，只要对应它的一部分编码没有误差就可以了。 vgyv~Px]AW  
　　在实际应用中，我们就可以对一幅图像中我们感兴趣的部分采用低压缩比以获取较好的图像效果，而对其他部分采用高压缩比以节省存储空间。这样就能在保证不丢失重要信息的同时又有效地压缩了数据量，实现了真正的“交互式”压缩，而不仅仅是像原来那样只能对整个图片定义一个压缩比。 (Y[q2b  
　　结合渐进传输和感兴趣区域压缩这两个特点，我们以后在网络上浏览JPEG2000格式的图片时就可以从传输的码流中解压出逐步清晰的图像，在传输过程中即可判断是否需要；在图像显示的过程中还可以多次指定新的感兴趣区域，编码过程将在已经发送的数据基础上继续编码，而不需要重新开始。  mRYM,   
　　当然，JPEG2000的改进还不仅仅这些，如它考虑了人的视觉特性，增加了视觉权重和掩膜，在不损害视觉效果的情况下大大提高了压缩效率；你可以为一个JPEG文件加上加密的版权信息，这种经过加密的版权信息在图像编辑的过程（放大、复制）中将没有损失，比目前的“水印”技术更为先进；JPEG2000对CMYK、ICC、sRGB等多种色彩模式都有很好的兼容性，这为我们按照自己需求在不同显示器、打印机等外设进行色彩管理带来了便利。 8b!-2d:*  
C"JFN(f  
　　JPEG2000的应用 =D}]|ie  
(G#QRSXc\  
　　目前，支持JPEG2000的软件已经出现，如LuraWave SmartCompressFreeware for Windows为ACDSee 3.0提供JPEG2000 LWF格式的外挂插件，这样只要我们安置了这个插件就可以观看和制作采用JPEG2000编码的LWF格 \c .^^8r  
式文件。 wV& UB@  
　　在不久的将来，JPEG2000无论是在传统的JPEG市场（如数码相机、扫描仪等）还是在新兴应用领域（如网路传输、无线通讯、医疗影像等）都将大有用武之地。相信在它的正式标准确定之后，现有的JPEG将迅速被其取代。 -Y:^<C^^&8  
4Ww.CkRG  
^5-8'9w  
JPEG（Joint Photographic Experts Group）是在国际标准化组织(ISO)领导之下制定静态影像压缩标准的委员会，第一套国际静态影像压缩标准——ISO 10918-1(JPEG)就是该委员会制定的。由于JPEG优良的品质，使它在短短几年内获得了极大的成功，被广泛应用于互联网和数码相机领域，网站上80%的影像都采用了JPEG压缩标准。然而，随着多媒体应用领域的激增，传统的JPEG压缩技术已经无法满足人们对多媒体影像资料的要求，于是，一种功能更强大、效率更卓越的静止图像压缩标准被提到制定日程上，这就是JPEG2000。 e ab_"W   
何谓JPEG2000？ {YT @$K]w,  
JPEG2000是为21世纪准备的压缩标准，它采用改进的压缩技术来提供更高的解像度，其伸缩能力可以为一个文件提供从无损到有损的多种画质和解像选择。JPEG2000被认为是互联网和无线接入应用的理想影像编码解决方案。 )V6<'>1WZ  
“高压缩、低比特速率”是JPEG2000的目标。在压缩率相同的情况下，JPEG2000的信噪比将比JPEG提高30%左右。JPEG2000拥有5种层次的编码形式：彩色静态画面采用的JPEG编码、2值图像采用的JBIG、低压缩率图像采用JPEGLS等，成为应对各种图像的通用编码方式。在编码算法上，JPEG2000采用离散小波变换（DWT）和bit plain算术编码（MQ coder）。此外，JPEG2000还能根据用户的线路速度以及利用方式(是在个人电脑上观看还是在PDA上观看)，以不同的分辨率及压缩率发送图像。 :"utFBO  
JPEG2000的制定始于1997年3月，但因为无法很快确定算法，因此耽误了不少时间，直到2000年 3 月，规定基本编码系统的最终协议草案才出台。目前JPEG2000已由ISO和IEC（国际电工协会）JTC1 SC29标准化小组正式命名为“ISO 15444” 。JPEG2000的基本部分（Part1）已经作为ISO标准公布于世，JPEG2000的Part2和Motion JPEG2000的标准化进程也相当顺利，有望在年底实现标准化。这两部分内容目前已经分别处于Final Committee Draft阶段和Committee Draft 1.0阶段。有关专利许可方面的问题也有了相当的进展。美国神马成像公司已经在PICTools系列开发工具包中集成了JPEG2000图像压缩技术，使各种版本的PICTools C++编程工具都可以安装支持JPEG2000压缩技术的插件。 q<2b,w==  
虽然JPEG2000有很多优点，但人们担心JPEG2000会重蹈PNG的覆辙。PNG的最初目标是要取代GIF图像格式，人们曾对此寄予厚望，但结果却不尽如人意。现在，Web上的图像文件仍然是GIF和JPEG的天下。因此，JPEG2000能否被业界认可，关键在于它能否成功地使用户们认识到该格式确实具有取代JPEG的魅力，这一切尚需实践证明。 oDvE0"Sz  
性能特点 8t$w/#'@  
JPEG2000 作为JPEG的升级版，具有以下特点： + NpH k  
● 高压缩率 g~Hmka_fD1  
JPEG2000压缩性能比JPEG提高了30～50%，也就是说，在同样的图像质量下，JPEG2000可以使图像文件的大小比JPEG图像文件小30～50%。同时，使用JPEG2000的系统稳定性好，运行平稳，抗干扰性好，易于操作。 no`>r}C  
● 同时支持有损和无损压缩 >qT4'1S*g  
JPEG只支持有损压缩，而JPEG2000能支持无损压缩。在实际应用中，诸如卫星遥感图像、医学图像、文物照片等重要的图像都非常适合于采用JPEG2000压缩。目前，对图像进行无损编码的经典方法——预测法已经发展成熟，并作为一个标准写入了JPEG2000。 ' 6#en9{L  
● 实现了渐进传输 YlP8fxS  
这是JPEG2000一个极其重要的特征，它可以先传输图像的轮廓，然后逐步传输数据，不断提高图像质量，让图像由朦胧到清晰显示，而不必像现在的 JPEG 那样，由上到下慢慢显示，这在网络传输中有重大意义。 k#Bq8d  
● 支持“感兴趣区域” pndAXO:v  
用户可以任意指定图像上感兴趣区域的压缩质量，还可以选择指定的部分先解压缩，从而使重点突出。这种方法的优点在于它结合了接收方对压缩的主观需求，实现了交互式压缩。 cf7UV6D g  
关键技术 ^vQ,t*Uj=  
JPEG2000与传统JPEG最大的不同在于它放弃了JPEG所采用的以离散余弦变换为主的区块编码方式，转而采用以小波变换为主的多解析编码方式。 (='e9H!3D  
余弦变换是经典的谱分析工具，它考察的是整个时域过程的频域特征或整个频域过程的时域特征，因此对于平稳过程，它有很好的效果，但对于非平稳过程，它却有诸多不足。在JPEG中，离散余弦变换将图像压缩为8×8 的小块，然后依次放入文件中，这种算法靠丢弃频率信息实现压缩，因而图像的压缩率越高，频率信息被丢弃的越多。在极端情况下，JPEG图像只保留了反映图像外貌的基本信息，精细的图像细节都损失了。小波变换是现代谱分析工具，它既能考察局部时域过程的频域特征，又能考察局部频域过程的时域特征，因此即使对于非平稳过程，处理起来也得心应手。它能将图像变换为一系列小波系数，这些系数可以被高效压缩和存储，此外，小波的粗略边缘可以更好地表现图像，因为它消除了DCT压缩普遍具有的方块效应。 xD|CQo}:  
近年来，离散小波变换在图像处理与图像分析的各个领域中得到了广泛的应用。这主要因为小波的时频局域化使它在信号分析中具有很大的优势，而且由于它对高频成分采用由粗到细的渐进取样间隔，从而可以放大任意细节。因此，小波分析被誉为数学上的显微镜，是构造图像多分辨率表示的有力工具。 F]4JemSjK  
中国将领先世界 'U8% !  
随着JPEG2000标准的出台，参与开发的企业除了软件供应商外，还有很多制造图像设备的硬件供应商，整个IT业界都看好JPEG2000。 6 $k"B/k  
据悉，清华大学微电子研究所正在与美国WIS技术公司合作开发在FPGA中使用的运算器，该运算器将用于JPEG2000设备核心的画质无损/有损过滤器。国内的一些相机制造商也在积极开发JPEG2000数码相机。上海海鸥相机公司现在已经达到年产60万部普通百万像素解像JPEG标准数码相机的能力，该公司正在和一些世界顶级的JPEG2000技术芯片供应商争取合作关系。凤凰光学仪器公司与北京大学遥感所合作，建立了一个数码相机压缩控制芯片及CMOS成像器的开发项目。 BIM!4MHLA  
国际摄影行业协会负责数码新技术市场开发的工业技术分析员Jacques Kauffmann预测，如果中国决定推行JPEG2000标准，那么“他们将会成为全球最先推出基于JPEG2000标准数码相机的国家”。

无言沙漠 2003-10-07 01:14
大哥，你还真支持我，呵呵，刚刚开起来 F4|Z:e,Hr  
还没有改好程序呢，就发了这么多帖子 =bwuLno>  
感激啊～～～～

KIBEZ 2003-10-07 02:21

无言沙漠 2003-10-07 12:25
呵呵，还是在loujing的课上 (*CGZDg  
才知道JPEG也是经过了压缩的图片格式

loujing 2003-10-07 17:48
QUOTE:
Originally posted by 无言沙漠 at 2003-10-7 12:25 PM: ^4LkKYMS  
呵呵，还是在loujing的课上 o~ .[sn5l-  
才知道JPEG也是经过了压缩的图片格式
D[)")xiG  
不错，就听了一节课，居然还听到东西。

KIBEZ 2003-10-07 20:10
QUOTE:
Originally posted by 无言沙漠 at 2003-10-7 12:25 PM: w6DK&@w`'/  
呵呵，还是在loujing的课上 Bf!i(gM  
才知道JPEG也是经过了压缩的图片格式
jV Yt=j*"V  
晕倒。。。这个还用听啊。。。

天外散人 2003-10-07 21:57

liubinjlj 2003-10-15 10:26
呵呵，loujing是哪位老师啊？

无言沙漠 2003-10-16 04:32
你不是吧，楼竟也不知道啊

zyf-771121 2006-03-12 19:41
果真不错，顶你！！！


查看完整版本: [-- JPEG2000 --] [-- top --]


[ 五颜六色论坛 ]

Powered by PHPWind 5.0.1 © 2005 苏ICP备05001866号 5y6s.net
Time 0.025700 second(s),query:4 Gzip enabled