探索新的静态影像压缩标准JPEG2000

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1^# 大中小发表于 2000-11-8 19:47 只看该作者

探索新的静态影像压缩标准JPEG2000

作者：杨磊 　　我们知道，现在的图片格式有很多种，如BMP、JPG、GIF等，事实上它 们的区别就在于它们的压缩方法的不同。其中的JPEG对一幅容量为1兆的彩 色图像，可将其压缩至仅有30千字节，却基本上不损失其原有的品质。由 於这些优良的品质，使得它在短短的几年内就获得极大的成功，目前网站 上百分之八十的影像都是采用JPEG的压缩标准，我们在网上所看到的不少 图片除了GIF外就是JPEG的多。然而，随著多媒体应用领域的激增，传统JPEG 压缩技术已无法满足人们对多媒体影像资料的要求。因此，更高压缩率以 及更多新功能的新一代静态影像压缩技术JPEG 2000就诞生了。近日，本人 了解到了一些这方面的情况，不敢独享。下面我们就来认识一下JPEG 2000 （以下有部分资料载自网络）。 　　JPEG全名为Joint Photographic Experts Group，它是一个在国际标 准组织(ISO)下从事静态影像压缩标准制定的委员会，它制定出了第一套国 标静态影像压缩标准：ISO 10918－1，也就是我们俗称的JPEG了。而现在， 新的JPEG 2000当然也是由它组织负责制定的。自1997年三月开始筹划，但 这几年间，在算法选取问题上耽误了不少时间，人们普遍预计要到2000年 十二月JPEG2000才能制定完成!，但在今年3月的东京的一个会议上，可能 是由于数字照相机厂商们施加压力，规定基本编码系统的最终协议草案提 前出台，终于不用改名为JPEG2001了。而它又有什么优点呢？JPEG所采用 的以离散馀弦转换(Discrete Cosine Transform)为主的区块编码方式， JPEG2000作为JPEG升级版，采用以小波转换(Wavelet transform)为主 的多解析编码方式。小波转换的主要目的是要将影像的频率成分抽取出来。 而高压缩（低比特速率）是JPEG 2000的目标，与JPEG相比，可修复约30％ 的速率失真特性。也就是说在新的算法下，JPEG和JPEG2000在压缩率相同 的情况下，JPEG2000的S/N（信噪比）将提高30％左右。同时，JPEG2000 还拥有5种层次（progressive）的编码形式，可实现以空间清晰度和S/N 为首的各种各样的scalerability。随着时间的推移形成高清晰度或图像 尺寸逐步变大的表示方式。以前，彩色静态画面采用JPEG，2值图像采用 JBIG,低压缩率采用JPEGLS，多种方式同时存在，而JPEG2000则将上述 方式统一起来，成为对应各种图像的通用编码方式。同时，JPEG2000同 时支持有损和无损压缩，而JPEG只能支持有损压缩。无损压缩对保存一些 重要图片十分有用。JPEG2000能实现渐进传输，这是JPEG2000的一个极其 重要的特征。也就是我们对GIF格式影像常说的“渐现”特性。它先传输图 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，而不必是像现在的JPEG一样，由上到下慢慢显示。JPEG2000支持所谓 的“感兴趣区域”特性，你可以任意指定影像上你感兴趣区域的压缩质量， 还可以选择指定的部份先解压缩。这样我们就可以很方便的突出重点了。 　　看完这些理论上的优点，是不是觉得这是很好的一种格式呢？能用在 哪里？一方面它应用于传统JPEG的市场，像打印机，扫描仪，数码相机等， 另一个为新兴应用领域，像网络传输，无线通讯，医疗影像等。JPEG 2000 和JPEG相比优势明显，且向下兼容，因此取代传统的JPEG格式指日可待。 目前对JPEG 2000热情最大的当然就是那些数字照相机厂商。不然他们也不 会对委员会施加压力，让规定基本编码系统的最终协议草案提前出台。接 下来是怎么用的问题，由于JPEG 2000标准刚制定不久，目前我只能找到两 种种支持JPEG2000编码、解码软件。有兴趣的朋友可以去下载。 　　1、最早出现的是Image Power JPEG 2000 Codec BETA Preview v 0.008，有166K，它在DOS下运行，生成的文件扩展名是JP2，感觉上比较 “正统”。它只支持BMP文件转换成JP2文件，解压缩的时候，也只能把文 件还原成BMP文件才可以用其它看图软件观看，相当麻烦，下载地址： http://www.3e6.com/jpeg2000/software/ip_jpeg2000.zip。 　　2、LuraWave SmartCompress Freeware for Windows v2.2，有1.62M 。LuraTech是起跑最快的技术应用厂商之一，他们所主导的LuraWave (.LWF) 及LuraDocument (.LDF)格式，已经迈入了成熟的应用阶段。而且LuraTech 已经和开发ACDSee的ACD Systems公司签订协定，在使用率最高的图形管理 软体ACDSee 3.0上，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LWF格式的文件了。这个是目前比较完整的 一个JPEG 2000软件，无论是在查看还是压缩制作方面它都提供了相应的处 理软件，不仅如此，LuraTech还推出了一系列让PHOTOSHOP、IE等常用影像、 网络软件支持LWF格式的插件。另外使用LuraWave SmartCompress还可以为 影像加上密码，不知道密码打开的影像非常朦胧，是一个非常实用的功能 。由于它有如此完整的一系列应用软件打天下，相信LWF会成功的。它的下 载地址：http://www.3e6.com/jpeg2000/software/lurawave－lwf.zip。 　　它还开发了两个插件，可以使现在的一些软件支持LWF， 　　1、Ide_lwf v1.0有475K，有了这个软件后，你就可以用你的ACDSEE 3.0 以上版本，观看LWF格式的图像文件，甚至还可以把其它ACDSEE所支持的所 有图像格式转换为LWF格式。下载地址： http://www.3e6.com/jpeg2000/software/ide_lwf.exe。 　　2、LuraTech Netscape plugins v1.0有1M，如果你要让你的浏览器支 持LWF格式的话，这个东西就一定要下载，就像当年FLASH也要下载一个播 放PLUGINS才能播放一样。虽然名字是NETSCAPE PLUGINS，但同样支持IE， 下载地址http://www.3e6.com/jpeg2000/software/lwf－souxin.zip。 　　本人试用了一下最后的那个插件，用IE浏览LWF格式图像文件，和普通 JPEG不同的是，在图片上面单击右键的时候，显示的选单会和正常的JPEG 图片选单有很大不同。这个选单主要有5个功能：查看图片信息、保存图片 、渐现、最清晰显示、放大。可以看出，这些功能都是为在网络上面传输 图片时实现“渐现”效果而设置的。其中查看图片信息功能可以查看文件的 尺寸、大小、图象质量、已下载多少等等详细信息。保存图片可以指定保存 后的图象质量，这个功能对简单预览图片后想下载完整图片这个要求来说 实在是最好不过。接着的渐现选项作用是你每按一次，图片就会清晰一点， 直到图片全部下载完。最清晰显示是直接下载完全部图像的意思，这个选 项可以让图像用最清晰的方式显示出来。再接着的放大就最有意思了，按 下这个选项，图像会平滑放大一倍显示，你按下左键后，放大了的图片才 消失。这个功能在你浏览那些尺寸很小的图片时十分实用。由于这里不能 很好看出效果，所以没有把图片截下来对比一下，有兴趣的朋友可以下载 来试试，很明显的。 　　但从网上的评测来看，现在的软件并没有能够实现“感兴趣区域”这 个功能，尽管如此，它在压缩率、渐进显示等方面的优势相当明显，随着 相关软件的改善，相信它不久就会取代JPEG，让我们拭目以待。

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