Me gustaría obtener literatura sobre los conceptos básicos de la codificación JPEG2000 y sus aplicaciones. ¿Dónde puedo encontrarla? ¡Gracias!

Zhou Ning, Tang Xiaojun, Xu Weipu

(Instituto de Inteligencia Artificial y Robótica, Universidad Xi'an Jiaotong, Xi'an, 710049)

Resumen: JPEG2000 es un nuevo estándar de compresión de imágenes estáticas que surgió para adaptarse a la evolución de las aplicaciones de compresión de imágenes. Este artículo presenta el proceso de implementación del sistema de codificación de imágenes JPEG2000, explica los algoritmos básicos y las tecnologías clave utilizadas en él, presenta las características de este nuevo estándar y sus ocasiones de aplicación y analiza su rendimiento: JPEG2000, JPEG2000, JPEG2000, JPEG2000, JPEG2000. .

Palabras clave: JPEG2000; compresión de imágenes; transformada de wavelet discreta; ¿región de interés?

1 ¿Introducción?

Con el rápido crecimiento de las aplicaciones multimedia y el continuo desarrollo de las redes, la tecnología de compresión JPEG tradicional ya no puede satisfacer las necesidades de las personas en cuanto a datos de imágenes digitales multimedia A. Se ha incluido en la agenda de desarrollo un estándar de compresión de imágenes fijas más potente y eficiente: JPEG2000.

JPEG (Joint Photographic Experts Group) es un comité que formula estándares de compresión de imágenes fijas bajo el liderazgo de la Organización Internacional de Normalización (ISO). El primer conjunto de estándares internacionales de compresión de imágenes fijas ISO 10918-1 (). JPEG) es el desarrollado por el comité. Debido a la excelente calidad de JPEG, ha logrado un gran éxito en tan solo unos años y se usa ampliamente en Internet y en el campo de las cámaras digitales. El 80% de las imágenes en sitios web utilizan el estándar de compresión JPEG. Sin embargo, el estándar actual de compresión de imágenes fijas JPEG tiene buenas características de distorsión de velocidad a velocidades de bits medias y altas, pero en el rango de velocidades de bits bajas, se produce un efecto de boxeo muy notable y la calidad se vuelve inaceptable. JPEG no puede proporcionar compresión con y sin pérdidas en un único flujo de datos, ni puede admitir una compresión de imágenes superior a 64×64 K. Además, aunque los estándares JPEG actuales especifican intervalos de reinicio, la calidad de la imagen puede verse gravemente comprometida una vez que se encuentran errores de bits.

En respuesta a estos problemas, desde marzo de 1997, el Comité de Estándares de Compresión de Imágenes JPEG ha estado trabajando en el desarrollo de una nueva generación de estándares de compresión de imágenes para resolver estos problemas. En una conferencia celebrada en Tokio en marzo de 2000, se determinó una nueva generación de métodos de codificación de imágenes fijas en color, concretamente el algoritmo de codificación de imágenes fijas en color del estándar de compresión de imágenes JPEG2000.

El sistema JPEG2000 se divide en las siguientes siete partes: ?

① Sistema de codificación de imágenes JPEG2000 ?

② Extensión (agrega más información según el núcleo; definición ① Muchas funciones y mejoras);?

③ Motion JPEG2000;?

④ Consistencia;?

⑤ Software de referencia (actualmente incluye implementaciones de Java y C);?

⑥ Formato de archivo de imagen compuesta (para aplicaciones de fax y escaneo de documentos);?

⑦ Soporte mínimo para ① (informe técnico);?

① es un estándar ISO totalmente reconocido que define la tecnología de compresión central y el formato mínimo de archivo, ② a ⑥ definen la compresión y las extensiones de formato de archivo. De ellos, ① ha sido formulado y el resto aún está en proceso de formulación. Este artículo analiza el estándar JPEG2000 basado en la Parte 1.

2 ¿Cuáles son las características del sistema JPEG2000?

JPEG2000 compensa las deficiencias del estándar JPEG actual con sus ventajas únicas. Utilizando el algoritmo de transformación wavelet discreta, la imagen se puede convertir en una serie de módulos de píxeles de subbanda con mayor eficiencia de almacenamiento. Por lo tanto, la relación de compresión de imagen del formato JPEG2000 se puede aumentar entre un 10% y un 30% según el JPEG actual. , y la imagen comprimida parece más delicada y suave. Es decir, al explorar imágenes comprimidas con JPEG2000 en Internet, no sólo la velocidad de descarga será casi un 30% más rápida que la del formato JPEG, sino que la calidad también será mejor.

Para el estándar JPEG actual, la compresión con pérdida y sin pérdida no se puede proporcionar en el mismo flujo de compresión al mismo tiempo. Sin embargo, en el sistema JPEG2000, al seleccionar parámetros, las imágenes se pueden comprimir con compresión con pérdida y sin pérdida para cumplir con los requisitos médicos de mayor. Calidad de imagen Necesidades de procesamiento de imágenes, bibliotecas de imágenes, etc. Las imágenes JPEG descargadas de Internet ahora se transmiten en "bloques" y, por lo tanto, solo se pueden mostrar línea por línea. Sin embargo, las imágenes en formato JPEG2000 admiten la transmisión progresiva, lo que permite que la imagen se procese de acuerdo con la resolución requerida. o precisión de píxeles para la reconstrucción, el usuario puede controlar la transmisión de la imagen según sea necesario para obtener la resolución de imagen requerida o los requisitos de calidad, y luego realizar una compresión con y sin pérdida de la imagen para cumplir con las imágenes médicas y las bibliotecas de imágenes que requieren un procesamiento de imagen más alto. necesidades. Cuando se requiere resolución o calidad de imagen, la decodificación se puede finalizar sin tener que recibir un flujo comprimido de la imagen completa. Dado que JPEG2000 utiliza tecnología wavelet y aprovecha su alta resolución local, puede obtener aleatoriamente el flujo de código comprimido de parte de la región de interés (ROI) de la imagen sin descomprimir, y transmitir y filtrar los datos de la imagen comprimida.

¿Sistema de códec de imágenes 3 JPEG2000?

Esta sección presenta principalmente el sistema de códec de imágenes JPEG2000. Su diagrama de bloques de codificador y decodificador se muestra en la Figura 1.

En el codificador, la imagen fuente primero se preprocesa y luego el resultado del procesamiento se somete a una transformada wavelet discreta para obtener los coeficientes wavelet. Luego se cuantifican los coeficientes wavelet y se codifican por entropía y, finalmente, se forma un flujo de salida estándar (flujo de bits). El decodificador es el proceso inverso del codificador. Primero descomprime y decodifica por entropía el flujo de código, luego realiza una cuantificación inversa y una transformación wavelet discreta inversa. El resultado de la transformación inversa se procesa y sintetiza para obtener datos de imagen reconstruidos. Aunque el proceso de codificación y decodificación de JPEG2000 es similar al de JPEG, la implementación específica de cada paso es muy diferente. Los pasos generales del proceso de codificación son los siguientes: (1) Descomponer una imagen con múltiples componentes de color en una imagen con un solo componente de color. Existe una cierta correlación entre los componentes Al descomponer las transformaciones de componentes relacionados, se puede reducir la redundancia entre los datos y mejorar la eficiencia de la compresión;?

(2) Descomponer la imagen del componente en sectores rectangulares del mismo tamaño. Cortes de imagen. El corte de imagen es la unidad básica de transformación, codificación y decodificación;

(3) La forma de onda es la unidad básica de compresión de imágenes.

(3) Realice una transformación wavelet en cada parche de imagen. Genere imágenes de coeficientes de varios niveles. Estas imágenes de coeficientes de diferentes niveles pueden producir imágenes de diferentes resoluciones mediante la reconstrucción (4) La transformada Wavelet es la unidad básica para transformar, codificar y decodificar cada segmento de imagen.

(4) La descomposición multinivel produce múltiples subbandas compuestas de coeficientes wavelet. Representan las características de frecuencia de áreas locales en el segmento de la imagen (en lugar de la imagen completa). (5) El resultado de la descomposición multinivel es una subbanda compuesta de múltiples coeficientes wavelet;

(5) Estos coeficientes de subbanda se cuantifican y se forman en "bloques de código" de matrices rectangulares;

(6) Codificación de entropía de los planos de bits de los coeficientes en el bloque de código (es decir, bits con el mismo peso de coeficiente en todo el bloque de código);

(7) En comparación con el área de fondo de la imagen, el área de interés se puede codificar con mayor calidad;

(8) Mejorar la capacidad antiinterferencias agregando una máscara al flujo de bits;

(9) Hay una estructura de encabezado en la parte frontal de cada flujo de datos para describir las propiedades de la imagen de origen, diversas situaciones de descomposición y estilos de codificación. Esta estructura de encabezado se puede utilizar para localización, extracción, decodificación y reconstrucción de imágenes, y las imágenes resultantes pueden tener la resolución, precisión de reproducción, región de interés u otras propiedades deseadas.

El proceso de codificación se divide en los siguientes procesos principales: preprocesamiento, procesamiento central y organización del flujo de bits. La parte de preprocesamiento incluye agrupación de imágenes, cambio de nivel de corriente continua (CC) y transformación de componentes. La parte central de procesamiento incluye transformada wavelet discreta, cuantificación y codificación de entropía. La parte de organización del flujo de bits incluye división de áreas, bloques de código, capas y organización de paquetes.

3.1 ¿Preprocesamiento?

(1) ¿Segmentación de imágenes?

La segmentación se refiere a dividir la imagen de origen en bloques rectangulares que no se superponen (porciones de imagen), y cada porción de imagen se comprime y codifica como una imagen separada. Todas las operaciones de codificación se realizan en sectores de imágenes. Los cortes de imágenes son la unidad básica para la transformación, codificación y decodificación. El corte de imágenes reduce los requisitos de espacio de almacenamiento y se puede utilizar para decodificar regiones específicas de una imagen en lugar de la imagen completa, ya que también son independientes durante la reconstrucción. Por supuesto, el corte de imágenes afecta la calidad de la imagen. Los sectores de imagen más pequeños producirán una mayor distorsión que los sectores de imagen más grandes. La distorsión de la imagen causada por el corte de la imagen es más grave cuando la imagen se representa a una velocidad de bits baja.

(2) ¿Cambio de nivel de CC?

El cambio de nivel de CC se realiza antes de aplicar la transformada wavelet discreta directa a cada segmento de imagen. Su propósito es recuperar correctamente valores de muestra sin firmar reconstruidos a partir de valores con signo durante la decodificación. El cambio de nivel de CC se realiza en los píxeles de un segmento de imagen que consta únicamente de números sin signo. El cambio de nivel no afecta la calidad de la imagen. En términos de decodificación, la imagen reconstruida después de la transformada inversa de ondas discretas se somete a un cambio de nivel de CC inverso.

(3) ¿Transformación de componentes?

JPEG2000 admite imágenes multicomponente. No es necesario que los diferentes componentes tengan la misma profundidad de bits, ni que estén todos firmados o sin firmar. Para un sistema recuperable (sin pérdidas), el único requisito es que la profundidad de bits de cada imagen del componente de salida debe ser la misma que la profundidad de bits de la imagen del componente de entrada correspondiente.

3.2 ¿Procesamiento central?

(1) ¿Transformada Wavelet?

A diferencia de la transformada DCT tradicional, la transformada wavelet tiene las características de análisis de resolución múltiple de la señal y refleja las características locales de la señal. La imagen del coeficiente wavelet se obtiene realizando una transformada wavelet discreta en el segmento de la imagen, y el número de niveles de descomposición depende de la situación específica. La imagen de coeficientes wavelet consta de múltiples imágenes de coeficientes de subbanda. Estas imágenes de coeficientes de subbanda describen las características de frecuencia espacial horizontal y vertical del segmento de imagen. Los coeficientes wavelet de diferentes subbandas reflejan las características de cortes de imagen con diferentes resoluciones espaciales. A través de la descomposición de wavelets de varios niveles, los coeficientes de wavelets pueden representar simultáneamente información de alta frecuencia (como los bordes de la imagen) e información de baja frecuencia (como el fondo de la imagen) en áreas locales del segmento de la imagen. De esta manera, podemos conservar más detalles de la imagen (como los bordes) incluso con mapas de bits bajos. Además, en las direcciones horizontal y vertical, la resolución de la imagen representada por los coeficientes obtenidos por el siguiente nivel de descomposición es solo la mitad de la resolución de la imagen representada por los coeficientes wavelet del nivel superior. Por lo tanto, al decodificar imágenes de coeficientes en diferentes niveles, se pueden obtener imágenes con diferentes resoluciones espaciales (claras o borrosas).

El estándar JPEG2000 utiliza la transformación wavelet para lograr esta ventaja. En el sistema de codificación, cada segmento de imagen se somete a una descomposición de ondas en torre de Mallat. Después de pruebas exhaustivas, se seleccionaron dos filtros wavelet para JPEG2000: el filtro LeGall 5/3 y el filtro Daubechies 9/7. El primero se puede utilizar para la compresión de imágenes con o sin pérdida, mientras que el segundo solo se puede utilizar para la compresión con pérdida.

En el estándar JPEG2000, los filtros wavelet se pueden implementar en dos modos: basado en convolución y basado en elevación. Durante una implementación específica, los bordes de la imagen deben expandirse periódicamente y simétricamente, lo que puede evitar la distorsión cuando el filtro opera en los bordes de la imagen. Además, para reducir la sobrecarga de espacio necesaria para la transformación, el estándar también aplica la tecnología de transformación wavelet basada en filas.

(2) ¿Cuantificación?

Dado que el sistema visual humano tiene ciertas limitaciones en la resolución de las imágenes, al reducir la precisión de los coeficientes de transformación mediante una cuantificación adecuada, se puede lograr la compresión de la imagen sin afectar la calidad subjetiva de la imagen. La clave para la cuantificación es diseñar pasos de cuantificación razonables basados ​​en factores como las características de la imagen transformada y los requisitos de calidad de la imagen reconstruida. Las operaciones de cuantificación generan pérdidas y producirán errores de cuantificación. Hay una excepción, es decir, cuando el tamaño del paso de cuantificación es 1 y los coeficientes de wavelet son todos números enteros, los resultados obtenidos mediante la transformada de wavelet usando un filtro de wavelet de 5/3 de derivación de entero recuperable son consistentes con este caso.

En el estándar JPEG2000, cada subbanda puede tener diferentes pasos de cuantificación. Pero sólo hay un paso de cuantificación para una subbanda. Después de la cuantificación, cada coeficiente wavelet está representado por dos partes: signo y amplitud. Codifique los coeficientes wavelet cuantificados.

Para lograr una compresión sin pérdidas, el tamaño del paso de cuantificación debe ser 1.

(3) ¿Codificación de entropía?

Después de transformar y cuantificar la imagen, la redundancia en el dominio espacial y el dominio de frecuencia se reduce hasta cierto punto, pero todavía existe una cierta correlación entre estos datos en un sentido estadístico. La entropía se utiliza codificación para eliminar correlaciones estadísticas entre datos. Los coeficientes de subbanda cuantificados se dividen en pequeñas unidades rectangulares: bloques de código (bloques de código).

Como se muestra en la Figura 2, se adopta una estrategia de codificación de doble capa, primero, se utiliza un codificador aritmético basado en contexto para codificar cada bloque de código y un bloque de código incorporado independiente para obtener los bits de compresión incorporados. el bloque de código. Luego, según el principio de optimización de la distorsión de la tasa, se utiliza el algoritmo de optimización PCRD (distorsión de la tasa de postcompresión) para interceptar adecuadamente los flujos de bits comprimidos de todos los bloques de código y organizarlos en capas de bits comprimidos de diferentes niveles de calidad. El flujo de bits comprimido de cada capa, junto con el flujo de bits comprimido de las capas anteriores, puede reconstruir una imagen de cierta calidad. Al organizar el flujo de bits comprimido en capas, se debe codificar la información de contribución de cada bloque de código en cada capa, es decir, se codifica la información del punto de corte del flujo de bits del bloque de código en esta capa, etc. Dado que la transformada wavelet se utiliza para la imagen, todo el flujo de código de compresión de imagen tiene propiedades de gradiente de resolución. Por lo tanto, el flujo de código comprimido puede tener propiedades de gradiente tanto de calidad como de resolución. Dado que los bloques de código están codificados de forma independiente, el flujo de bits comprimido del bloque de código correspondiente se puede obtener aleatoriamente y decodificar según sea necesario para reconstruir el área de imagen deseada.

① ¿Algoritmo de codificación de primera capa?

A diferencia de la codificación de entropía aritmética secuencial tradicional de cada coeficiente, el sistema de codificación JPEG2000 organiza los coeficientes cuantificados en el bloque de código en varios planos de bits, comenzando desde el plano de bits más significativo (MSB), para cada Los bits del coeficiente wavelet en el plano de bits se codifican secuencialmente aritméticamente.

La primera capa de codificación se puede dividir en dos partes: generación de contexto (CF) y codificador aritmético (AE). Durante la generación de contexto, todos los bits del bloque de código se escanean en un orden determinado. En cada plano de bits del bloque de código, comenzando desde el coeficiente de la esquina superior izquierda, escaneando de izquierda a derecha, de arriba a abajo y generando contexto para cada bit. El codificador aritmético codifica cada bit según el contexto generado.

Después de la cuantización, los coeficientes wavelet se convierten en patrones de amplitud de símbolos. Al codificar de MSB a LSB, cuando el primer bit es 1, el píxel tiene significado; de lo contrario, no tiene sentido. El contexto de todos los bits es generado por sus bits vecinos a través de los siguientes cuatro métodos: ?

La codificación cero (ZC) se utiliza para codificar si los píxeles no salientes se volverán significativos en el plano de bits actual;

La codificación de longitud de ejecución (RLC) se utiliza para codificar cuatro píxeles no salientes ubicados en la misma columna, si sus píxeles adyacentes son todos píxeles no salientes.

Codificación de símbolo (; RLC) se utiliza para codificar cuatro píxeles no salientes ubicados en la misma columna si sus píxeles vecinos son todos píxeles no salientes.

La codificación de signos (SC) se utiliza para codificar el bit de signo cuando el bit se convierte en un bit válido;

El refinamiento de magnitud (MR) se utiliza para codificar el bit válido.

Cada plano de bits se codifica en 3 pasadas de codificación. El canal 1 es el canal de propagación de importancia, que utiliza ZC y SC para codificar píxeles con al menos un vecino de importancia. El canal 2 es el canal de refinamiento de amplitud y codifica todos los bits significativos mediante MR. El canal 3 es el canal de limpieza que utiliza ZC, LRC y SC para codificar todos los píxeles no codificados por los dos primeros canales. Cada bit en el plano de bits se verifica en los tres carriles para determinar si debe codificarse.

El contexto obtenido del pase de codificación se envía al codificador aritmético junto con los datos correspondientes para su codificación. Aquí se utiliza la codificación aritmética binaria adaptativa [1], principalmente debido a su complejidad computacional y facilidad de implementación. Después de la codificación aritmética, cada bloque de código da como resultado un flujo de bits comprimido de bloque de código incrustado independiente.

② ¿Algoritmo de codificación de segunda capa?

En el algoritmo de codificación de la segunda capa, se adopta la idea del algoritmo de optimización de la distorsión de la velocidad PCRD [1, 2] para interceptar adecuadamente los flujos de bits comprimidos incrustados de todos los bloques de código y organizarlos jerárquicamente para formar una calidad graduable. flujo completo de código de compresión de imágenes. El algoritmo de codificación de segunda capa también puede verse como dos partes: control de velocidad y organización jerárquica de flujos de bits comprimidos.

El control de velocidad se refiere a tomar ciertas medidas de codificación y decodificación para obtener la mejor calidad de imagen reconstruida a una velocidad de bits de compresión determinada. El flujo de bits comprimido organizado jerárquicamente estima el umbral de distorsión de velocidad de cada capa de acuerdo con el número de capas jerárquicas y la velocidad de codificación de cada capa especificada por los parámetros de codificación, basándose luego en el umbral de distorsión de velocidad estimado de cada capa, de acuerdo con el. Algoritmo de distorsión de velocidad de bloque, descubra cada bloque incrustado en el punto de truncamiento de capa en el flujo de bits comprimido, y el flujo de bits comprimido del bloque truncado se empaqueta y almacena en un formato específico para formar un flujo de código de compresión de imágenes. El flujo de código está organizado en capas y cada capa contiene cierta información de calidad para mejorar la calidad de la imagen en función de la capa anterior. De esta manera, los usuarios pueden controlar la transmisión de imágenes según sus propias necesidades y detener la transmisión después de lograr efectos de imagen satisfactorios, lo que hasta cierto punto alivia el cuello de botella causado por el ancho de banda de red limitado actual y la gran cantidad de datos de imágenes.

3.3 ¿Organización Bitstream?

Para que sea adecuado para el intercambio de imágenes y utilizar mejor la función del flujo de código comprimido JPEG2000, el estándar JPEG2000 especifica el formato de almacenamiento del flujo de código comprimido y los parámetros necesarios para la decodificación, y coloca el código comprimido flujo en forma de paquetes de datos organizados para formar el flujo de código final.

4 ¿Cuáles son las tecnologías clave de JPEG2000?

Esta sección presentará las tecnologías clave utilizadas en JPEG2000.

4.1 ¿Transformada wavelet discreta?

La mayor diferencia entre JPEG2000 y JPEG tradicional es que abandona la codificación de bloques basada en transformada de coseno discreto (DCT) utilizada en JPEG y adopta codificación de resolución múltiple basada en transformada wavelet (DWT). ?

La transformada de coseno es una herramienta clásica de análisis de espectro que examina las características del dominio de frecuencia de todo el proceso en el dominio del tiempo o las características del dominio del tiempo de todo el proceso en el dominio de la frecuencia. Por lo tanto, es muy buena para suavizar procesos. . Efecto, pero tiene muchas desventajas para procesos no fluidos. En JPEG, la transformación de coseno discreto comprime la imagen en pequeños bloques de 8×8, que luego se colocan en el archivo. Este algoritmo logra la compresión descartando información de frecuencia, por lo que cuanto mayor sea la relación de compresión de la imagen, más información de frecuencia se descarta. En casos extremos, las imágenes JPEG retienen solo información básica que refleja la apariencia de la imagen, pero pierden detalles finos de la imagen. La transformada Wavelet es una herramienta moderna de análisis de espectro que puede examinar tanto las características del dominio de frecuencia de los procesos en el dominio del tiempo local como las características del dominio del tiempo de los procesos en el dominio de la frecuencia local, de modo que incluso los procesos no fluidos se pueden procesar fácilmente. Puede convertir la imagen en una serie de coeficientes wavelet, que se pueden comprimir y almacenar de manera eficiente. Además, los bordes rugosos de la wavelet pueden representar mejor la imagen porque elimina el efecto de onda cuadrada que prevalece en la compresión DCT.

4.2 ¿Algoritmo de control de velocidad?

JPEG2000 obtiene la mejor calidad de imagen reconstruida a una velocidad de bits de compresión determinada mediante el uso de un método de control de velocidad para calcular el punto de corte ideal para el flujo de código. El control de velocidad utiliza el algoritmo de optimización de distorsión de velocidad PCRD. Optimización de la distorsión de la velocidad, es decir, dada la velocidad de codificación máxima de todo el flujo de código comprimido, encuentre el punto de corte apropiado para el flujo de bits comprimido de cada bloque de código y minimice la distorsión de la imagen reconstruida en las condiciones que se cumplan. Por lo tanto, la codificación de bloques de código incorporado tiene las siguientes características: el flujo de bits comprimido generado se puede truncar en subconjuntos de flujos de bits de diferentes longitudes según sea necesario; los flujos de bits truncados de todos los bloques de código se pueden organizar para reconstruir imágenes de cierta calidad;

4.3 ¿Características de la transmisión línea por línea?

Las imágenes JPEG de Internet ahora se descargan en "bloques" y, por lo tanto, sólo se pueden mostrar línea por línea, mientras que las imágenes en formato JPEG2000 admiten la transmisión línea por línea. La transmisión progresiva por calidad transmite primero los datos de contorno de la imagen y luego transmite gradualmente los datos de detalle para mejorar continuamente la calidad de la imagen, mientras que la transmisión progresiva por resolución transmite primero las imágenes con menor resolución y la última imagen está al final de la imagen anterior. Básicamente la resolución es mayor. La transmisión paso a paso de imágenes elimina la necesidad de que los usuarios esperen a que se descarguen todas las imágenes antes de decidir si las necesitan, lo que ayuda a buscar y seleccionar rápidamente una gran cantidad de imágenes, resolviendo así eficazmente el problema de los cuellos de botella de la red. transmisión.

4.4 ¿Compresión de región de interés?

Una ventaja extremadamente importante de JPEG2000 es el ROI (Región de Interés). Los usuarios pueden especificar arbitrariamente áreas de interés en la imagen y luego especificar la calidad de compresión de estas áreas durante la compresión o los requisitos de descompresión para ciertas áreas durante la recuperación.

Esto se debe a que la wavelet está posicionada en el dominio espacial y en el dominio de la frecuencia. Para restaurar completamente una determinada posición en la imagen, no es necesario retener con precisión todos los códigos, siempre que la parte de los códigos correspondientes no tenga errores. . En la operación real, podemos usar una relación de compresión más baja para las partes de interés en la imagen para obtener mejores efectos de imagen y usar una relación de compresión más alta para otras partes para ahorrar espacio de almacenamiento. De esta forma, al tiempo que comprime eficazmente la cantidad de datos, también garantiza que no se perderá información importante, logrando una verdadera compresión "interactiva".

5 ¿Aplicaciones del estándar JPEG2000?

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, Internet ha penetrado en la vida de todos. Sin embargo, debido a la limitación del ancho de banda de la red, cuando se transmiten imágenes de alta calidad a través de la red, se producirá un gran retraso en la transmisión debido a la gran cantidad de datos. Por lo tanto, a los usuarios que utilizan una computadora personal, computadora portátil, PDA o PDA para acceder a Internet a través de un Módem para acceder a datos de imágenes, se les debe permitir seleccionar la resolución de imagen adecuada para la navegación y transmisión de acuerdo con sus necesidades.

En el reconocimiento militar y la previsión meteorológica, las imágenes obtenidas mediante teledetección por satélite deben transmitirse a través de canales inalámbricos de larga distancia, y los errores de transmisión son inevitables.

La organización única del flujo de código del codificador JPEG2000 es que el flujo de código de salida tiene la capacidad de suprimir errores de manera efectiva. De esta manera, después de que el flujo de código se envía de regreso a la estación receptora terrestre a través del canal de comunicación satelital inalámbrico, la estación receptora terrestre puede usar la organización del flujo de código dentro de JPEG2000 durante el proceso de decodificación para evitar una decodificación errónea causada por errores de transmisión.

Además, JPEG2000 también tiene amplias aplicaciones en confirmación de seguridad, verificación de identidad y campos médicos. Es previsible que en un futuro próximo JPEG2000 se utilice ampliamente en los siguientes campos: Internet, dispositivos móviles y portátiles, impresión, escaneo (vista previa de publicaciones), cámaras digitales, teledetección, fax (incluidos fax en color y fax por Internet), aplicaciones médicas, bibliotecas digitales y comercio electrónico.

6 ¿Conclusión?

El objetivo de JPEG2000 es crear un nuevo sistema de codificación de imágenes que proporcione una mejor tasa de distorsión y calidad de imagen subjetiva que el estándar JPEG existente, compresión de imágenes de baja tasa de bits y procesamiento de flujo de compresión flexible, como la adquisición aleatoria. Comprimir porciones de transmisiones, transferir imágenes línea por línea, implementar regiones de interés y una fuerte tolerancia a fallas de transmisiones comprimidas. Este estándar será compatible con el estándar JPEG actual. Gracias a su excelente rendimiento, el estándar de compresión de imágenes JPEG2000 se utilizará ampliamente en cámaras digitales, teledetección, fax, medicina y comercio electrónico, entre otros, convirtiéndose en el principal estándar de compresión de imágenes fijas. en el siglo XXI.

Referencias

[1] Sistema de codificación de imágenes JPEG 2000. Borrador final del Comité JPEG 2000, versión 1.0, 2000, 16 (3).

[2] Taubman D. Compresión de imágenes escalable de alto rendimiento con procesamiento de imágenes EBCOT.IEEE Trans?, 1994, 3(9): 572-578?

[3] Zhang Xiaodi et al. Nueva generación del estándar de compresión de imágenes fijas JPEG2000. Telecommunication Science, 2001 (5)?

[4] Li Dongmei. estándar JPEG2000 Television Technology, 2001 (6)?

[5] Wang Ruixuan diseño y simulación de DWT bidimensional para JPEG2000, 2002

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