JPEG 2000 - Définition et Explications

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Introduction

Comparaison du JPEG 2000 avec d'autres formats

JPEG 2000 ou ISO/CEI 15444-1 est une norme commune à l’ISO, la CEI et l’UIT-T. C’est une norme de compression d’images produite par le groupe de travail Joint Photographic Experts Group. JPEG 2000 (JPEG 2000 ou ISO/CEI 15444-1 est une norme commune à l’ISO, la CEI et l’UIT-T....) est capable de travailler avec ou sans perte, utilisant une transformation en ondelettes (méthode d’analyse mathématique du signal). En compression irréversible, JPEG (La norme JPEG est une norme qui définit le format d'enregistrement et l'algorithme de...) 2000 est plus performante que la méthode de compression JPEG ISO/CEI 10918-1 (JPEG baseline). On obtient donc des fichiers d’un poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) inférieur pour une qualité d’image égale. De plus, les contours nets et contrastés sont mieux rendus.

La norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un...) comprend 12 parties sous la même dénomination JPEG 2000, c'est cependant à la première partie que l’on fait référence comme « cœur » du système. JPEG normalise uniquement l'algorithme et le format de décodage. La méthode d'encodage est laissée libre à la concurrence des industriels ou universitaires, du moment que l'image produite est décodable par un décodeur standard. La norme propose un jeu de fichiers de tests appelés fichiers de "conformance", qui permettent de vérifier qu'un décodeur soit conforme à la spécification de la norme. Un décodeur est dit conforme, s'il est capable de décoder tous les fichiers de référence de "conformance". C'est l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) de la partie 4 du document (Dans son acception courante un document est généralement défini comme le support physique d'une...).

  • Partie 1 : cœur du système de codage (De façon générale un codage permet de passer d'une représentation des...)
  • Partie 2 : extensions
  • Partie 3 : Motion JPEG 2000
  • Partie 4 : conformance
  • Partie 5 : logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements...) de référence
  • Partie 6 : compound image file format
  • Partie 7 : a été abandonnée
  • Partie 8 : JPSEC sécurité
  • Partie 9 : JPIP protocole interactif
  • Partie 10 : JP3D imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) volumétrique
  • Partie 11 : JPWL wireless
  • Partie 12 : ISO Base Media File Format (commun avec MPEG-4)

Les performances en compression de JPEG 2000, bien que meilleures que JPEG à bas débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers...) ne sont pas révolutionnaires. Ce sont plutôt la multitude de nouvelles caractéristiques telles la scalabilité, les régions d’intérêt, la résistance aux erreurs de transmission, le codage sans pertes, la versatilité de l’organisation des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...), ainsi que les diverses extensions visant une application (interactivité, sécurité, sans fil, etc.) qui font l’intérêt de cette norme.

Par ses fonctionnalités avancées, sa capacité à gérer les images de grande taille, ainsi que d’excellentes performances à haut débit (Le terme de haut débit (ou large bande par traduction littérale de l'expression anglosaxonne...), JPEG 2000 s'adresse (Les adresses forment une notion importante en communication, elles permettent à une entité de...) aux professionnels de l’image, mais n'a pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas...) que peu d'applications grand public. En particulier, sa présence sur le World Wide Web (Le World Wide Web, littéralement la « toile (d’araignée)...) est marginale.

Principe général

Principales étapes de l'encodage JPEG-2000

Le processus de codage suit un schéma classique de modification des propriétés statistiques (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle...) des données source par un changement d’espace par une transformée, avant quantification des coefficients issus de cette transformée puis codage entropique (Le codage entropique (ou codage statistique à longueur variable) est une méthode de...). Les nouveautés par rapport à JPEG du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) compression sont l’utilisation d’une transformée en ondelettes, qui offre une scalabilité naturelle, mais surtout d’un algorithme de codage entropique très sophistiqué. Celui-ci est fortement basé sur l’algorithme EBCOT de David Taubman. Il consiste en un regroupement et une modélisation des coefficients ondelettes qui fournissent à un codeur arithmétique (L'arithmétique est une branche des mathématiques qui comprend la partie de la...) adaptatif un train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de...) binaire possédant les propriétés statistiques adéquates.

Il s'ensuit une étape d'allocation de débit qui permet de respecter le débit cible, et dont le travail est facilité par le partitionnement du train binaire formé par EBCOT. La dernière étape est la mise en forme syntaxique du codestream JPEG 2000, avec la formation des paquets, puis la syntaxe haut niveau, particulièrement abondante dans JPEG 2000.

Dans la norme JPEG 2000 un codestream est l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des données formées par les données images compressées regroupées dans des paquets ainsi que la syntaxe de haut niveau: en-têtes de tuiles, en-tête principal. Les métadonnées du format de fichier ( Un fichier est un endroit où sont rangées des fiches. Cela peut-être un meuble, une pièce,...) JP2 ne font pas partie du codestream. JP2 encapsule le codestream JPEG 2000 dans un format de fichier.

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