Know-how
Weltweit nimmt die Digitalisierung in allen Bereich der Informations- und
Kommunikationstechnik zu. Die zu verarbeitenden, zu transportierenden und
zu speichernden Datenmengen wachsen exponentiell, damit auch die Kosten für
Netz- u. Serverinfrastrukturen. Als ein Mittel zur Kostenreduktion wird verstärkt
auf Verfahren zur Reduktion der Datenmengen zugegriffen. Ungeeignete Kompressionsverfahren
sind jedoch mit den Anforderungen an hohe Datenqualität nicht vereinbar.
Nachfolgend bieten wir Ihnen einen ersten Überblick über die neue
Standard-Formatfamilie JPEG2000.
JPEG2000-Familie | JP2
| JPX | JPM
JPEG2000-Familie
JPEG2000 ist eine Familie von Kompressionsstandards
für Bildmaterial aus unterschiedlichsten Anwendungsbereichen
wie beispielsweise der digitalen Fotografie, Druck- und Filmindustrie,
Medizintechnik, Dokumentenmanagement oder weitere Spezialanwendungen
und als international verbindlicher Standard von der ISO (International
Standardisation Organisation) und der ITU (International Telecommunication
Unit) als ISO 15444 oder ITU Recom-mendation T.800 verabschiedet worden.
JPEG2000 definiert dabei einen einheitlichen Satz von Kompressionsalgorithmen,
die für alle verschiedenen Anwendungsbereiche gleichsam geeignet
sind. Die JPEG2000 Standardfamilie erlaubt insbesondere:
- verlustlose und verlustbehaftete Kompression
von digitalisierten Bildern
- Kompression von bitonalen (schwarz/weis) Bildern
- flexibler Zugriff auf verschiedene Bildanteile
(Bildausschnitte, verkleinerte Darstel-lung)
- Kompression von Zusatzinformationen (Farbprofile
für die Druckindustrie, Kamerainformationen wie Belichtungszeit,
Blendenöffnung etc., Copyright-Informationen usw.)
Die verschiedenen Anwendungsgebiete sind verschiedenen
Teilen der JPEG2000 Standardfamilie zugeordnet. Derzeit besteht
JPEG2000 aus 6 verschiedenen Teilstandards. Weitere Teile für
zusätzliche Anwendungsbereiche befinden sich derzeit in der
Vorschlagsphase. Die Teile der JPEG2000 Familie sind:
- Part 1: Core Coding System, beschreibt die Grundlagen
von JPEG2000 sowie die von allen Teilstandards gemeinsam genutzten
Kodierungsalgorithmen
- ISO/IEC 15444-1, ITU-T.800 (verbschiedet, erste
Implementierungen existieren)
- Part 2: Erweiterungen (zusätzliche Farbprofile,
Zusatzinformationen für Spezialan-wendungen)
- ISO/IEC 15444-2, ITU-T.801 (verabschiedet, erste
Implementierungen existieren)
- Part 3: Motion JPEG2000, Bewegtbildkompression
- Part 4: Conformance, definiert die minimalen
Anforderungen die ein JPEG2000 Dekoder oder Enkoder erfüllen
muss (verabschiedet)
- Part 5: Referenzsoftware
- Part 6: Compound Image Format, Erweiterungen
des JPEG2000 Standards für Bilder mit mehreren unterschiedlichen
Komponenten (Dokumente etc.); ISO/IEC 15444-6, ITU-T.805 (wird im
JPEG2000 Oktober Meeting in Shanghai verabschiedet)
Weitere Teile des Standard befinden sich in der Vorschlagsphase,
in Bearbeitung oder sind verworfen worden. Diese weiteren Teile
sind:
- Part 7: verworfen
- Part 8: JPSEC, JPEG2000 für Sicherheitsanwendungen
- Part 9: JPIP, JPEG2000 Interactive Imaging Protocol,
Protokoll für die Übertragung von JPEG2000 Bildern im
Internet
- Part 10: JP3D, Kompression von volumetrischen
Daten, 3D-Bilder
- Part 11: JPWL, JPEG2000 für drahtlose Übertragung
JP2
JPEG2000 Part 1: Core compression System (JP2)
JPEG2000 Part 1 (ISO/IEC 15444-1, ITU-T.800) beschreibt
die grundlegenden, waveletbasierten Kompressionsalgorithmen, die
von allen Teilstandards der JPEG2000 Familie gemein-sam genutzt werden.
Die Entwicklung dieses Standards ist Ende der 90er Jahre von der
ISO initiiert worden, da die damals standardisierten Bildkompressionsverfahren
(JPEG, ITU-T.88) einerseits neue, proprietäre waveletbasierte
Verfahren gegenüber dem Standard deutlich bes-sere Kompressionsleistungen
zeigten und mit der zunehmenden Bedeutung des Internets, der alte
JPEG Standard die Anforderungen neuer, netzbasierter Anwendungen nicht
hinreichend erfüllen konnte.
Die im JPEG2000 Part 1 standardisierten Algorithmen
sind lizenzfrei nutzbar. Erste Imple-mentierungen von JPEG2000 Part
1 sind bereits von mehreren Herstellern verfügbar.
JPX
JPEG2000 Part 2: Extensions (JPX)
Erweiterungen des im Teil 1 von JPEG2000 standardisierten
Basissystems sind im Teil 2 standardisiert worden. Im Gegensatz zum
Teil 1 können Erweiterungen des Teil 2 mit Lizenzgebühren
belastet sein. Des Weiteren umfasst der Teil 2 des Standards Methoden
und Vereinbarungen die insbesondere für die Druckindustrie bedeutend
sind. (Farbprofile, Copyright-Informationen, zusätzliche Metadaten).
Erste Implementierungen von Erweiterungen werden mittlerweile
insbesondere für die Druckindustrie von einigen JPEG2000 Herstellern
vermarktet.
JPM
JPEG2000 Part 6: Compound Image File Format (JPM)
Digitalisierte Bilddaten, die aus mehreren Komponenten
bestehen, wie beispielsweise gescannte Dokumente, die aus textuellen
sowie Bildanteilen bestehen, werden mit dem Teilstandard JPEG2000
Part 6 komprimiert. Da hier insbesondere die Lesbarkeit der Textanteile,
die im Gegensatz zu fotografischen Bildern durch hohe Kontraste und
geringer Farbanzahl ausgezeichnet sind, von wesentlicher Bedeutung
ist, müssen die textuellen Anteile mit anderen Verfahren oder Einstellungen
komprimiert werden. Das komprimierte Bild zeichnet sich dann durch
mehrere Komponenten (Text, Grafik, Bildanteile) aus, die durch intelligente
Verfahren aus dem digitalisierten Originalbild extrahiert wurden, in
einzelne Ebenen (sog. Layer) abgelegt werden, und dann in eine gemeinsame
JPEG2000 Part 6 – Datei zusammengefasst werden.
JPEG2000 Part 6 wird im Oktober oder November 2002
vom JPEG Standardisierungsgremium verabschiedet. Für den Part
6 des JPEG2000 Standards existieren noch keine marktfähigen
Implementierungen. Nur einige wesentliche Bestandteile des Part
6 – wie beispielsweise die Erkennungsalgorithmen von Bild und Text
- sind bereits vorhanden und werden in proprietären Kompressionsverfahren,
die JPEG2000 Part 6 ähnlich sind (DjVu, LDF), angewendet.
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