جي بي إي جي 2000

This article's use of external links may not follow Wikipedia's policies or guidelines. Please improve this article by removing excessive or inappropriate external links, and converting useful links where appropriate into footnote references. (January 2021) (Learn how and when to remove this message)

جي بي إي جي 2000

مقارنة بين تنسيق JPEG 2000 وتنسيق JPEG الأصلي
امتداد اسم الملف	.jp2, .j2k, .jpf, .jpm, .jpg2, .j2c, .jpc, .jpx,.mj2
نوع الوسائط على الإنترنت	image/jp2, image/jpx, image/jpm,video/mj2
معرف النوع الموحد (UTI)	public.jpeg-2000
الرقم السحري	00 00 00 0C 6A 50 20 20 0D 0A 87 0A/FF 4F FF 51
تم التطوير بواسطة	مجموعة الخبراء التصويرية المشتركة
نوع التنسيق	تنسيق ملف الرسومات
ممتدة من	JPEG
معيار	ايزو/اي اي سي 15444
تنسيق مفتوح ؟	نعم
صيغة مجانية ؟	انظر § الوضع القانوني
موقع إلكتروني	jpeg.org/jpeg2000/

JPEG 2000 ( JP2 ) هو معيار ضغط الصور ونظام ترميز. تم تطويره من عام 1997 إلى عام 2000 من قبل لجنة مجموعة الخبراء الفوتوغرافيين المشتركة برئاسة توراج إبراهيمي (رئيس JPEG لاحقًا)، ^[1] بهدف استبدال معيار JPEG الأصلي (الذي تم إنشاؤه في عام 1992)، والذي يعتمد على تحويل جيب التمام المنفصل (DCT)، بطريقة جديدة مبنية على الموجات . امتداد اسم الملف الموحد هو .jp2 للملفات المطابقة لـ ISO / IEC 15444-1 و .jpx لمواصفات الجزء 2 الموسعة، المنشورة باسم ISO / IEC 15444-2. تم تعريف أنواع MIME المسجلة في RFC 3745. ^[2] بالنسبة لـ ISO / IEC 15444-1 فهي image/jp2 .

كان الدافع وراء مشروع JPEG 2000 هو تقديم شركة ريكو في عام 1995 لخوارزمية CREW ( الضغط باستخدام الموجات المدمجة العكسية ) ^{[3] [4]} لجهود توحيد معايير JPEG-LS . في النهاية تم اختيار خوارزمية LOCO-I كأساس لـ JPEG-LS ، لكن العديد من ميزات CREW انتهت في معيار JPEG 2000. ^[5]

تُعد تدفقات الكود بتنسيق JPEG 2000 مناطق ذات أهمية توفر العديد من الآليات لدعم الوصول العشوائي المكاني أو الوصول إلى منطقة ذات أهمية بدرجات متفاوتة من التفصيل. ومن الممكن تخزين أجزاء مختلفة من نفس الصورة باستخدام جودة مختلفة.

JPEG 2000 هو معيار ضغط يعتمد على تحويل الموجة المنفصلة (DWT). يمكن تكييف المعيار لضغط فيديو التصوير المتحرك باستخدام امتداد Motion JPEG 2000. تم اختيار تقنية JPEG 2000 كمعيار ترميز الفيديو للسينما الرقمية في عام 2004. ^[6] ومع ذلك، لا يتم دعم JPEG 2000 بشكل عام في متصفحات الويب لصفحات الويب اعتبارًا من عام 2024، ^[update]وبالتالي لا يتم استخدامه بشكل عام على شبكة الويب العالمية . ومع ذلك، بالنسبة لأولئك الذين لديهم دعم PDF ، تدعم متصفحات الويب بشكل عام JPEG 2000 في ملفات PDF.

على الرغم من وجود زيادة متواضعة في أداء الضغط لتنسيق JPEG 2000 مقارنةً بتنسيق JPEG، فإن الميزة الرئيسية التي يوفرها تنسيق JPEG 2000 هي المرونة الكبيرة لتدفق التعليمات البرمجية. إن تدفق التعليمات البرمجية الذي تم الحصول عليه بعد ضغط الصورة باستخدام تنسيق JPEG 2000 قابل للتطوير بطبيعته، مما يعني أنه يمكن فك تشفيره بعدة طرق؛ على سبيل المثال، من خلال اقتطاع تدفق التعليمات البرمجية في أي نقطة، يمكن للمرء الحصول على تمثيل للصورة بدقة أقل، أو نسبة إشارة إلى ضوضاء - انظر الضغط القابل للتطوير . من خلال ترتيب تدفق التعليمات البرمجية بطرق مختلفة، يمكن للتطبيقات تحقيق زيادات كبيرة في الأداء. ومع ذلك، نتيجة لهذه المرونة، يتطلب تنسيق JPEG 2000 برامج ترميز معقدة وتتطلب حسابيًا. هناك فرق آخر، بالمقارنة مع JPEG، من حيث الآثار المرئية : JPEG 2000 ينتج فقط آثار رنينية ، تتجلى على شكل ضبابية وحلقات بالقرب من حواف الصورة، بينما ينتج JPEG كل من آثار رنينية وآثار "تكتل"، بسبب كتله 8 × 8 .

تم نشر JPEG 2000 كمعيار ISO ، ISO/IEC 15444. وقد تم تقدير تكلفة الحصول على جميع المستندات الخاصة بالمعيار بنحو 2718 فرنكًا سويسريًا ( 2720 دولارًا أمريكيًا اعتبارًا من عام 2015). ^[7] 

تشمل الأسواق والتطبيقات البارزة التي يهدف المعيار إلى خدمتها ما يلي:

• تطبيقات المستهلك مثل أجهزة الوسائط المتعددة (على سبيل المثال الكاميرات الرقمية، والمساعدين الرقميين الشخصيين، والهواتف المحمولة من الجيل الثالث، والفاكس الملون، والطابعات، والماسحات الضوئية)
• اتصالات العميل/الخادم (على سبيل المثال الإنترنت، قاعدة بيانات الصور، بث الفيديو، خادم الفيديو)
• الأغراض العسكرية/المراقبة (على سبيل المثال صور الأقمار الصناعية عالية الدقة، وكشف الحركة، وتوزيع الشبكة والتخزين)
• التصوير الطبي ، وخاصة مواصفات DICOM لتبادل البيانات الطبية.
• القياسات الحيوية.
• الاستشعار عن بعد
• تسجيل وتحرير وتخزين مقاطع فيديو عالية الجودة تعتمد على الإطارات.
• مساهمة في تغذية HDTV المباشرة (ضغط الفيديو بإطار I فقط مع زمن انتقال منخفض)، مثل تغذية HDTV المباشرة لحدث رياضي مرتبط باستوديو محطة التلفزيون
• السينما الرقمية ، مثل باقة السينما الرقمية
• المحتويات والصور السمعية والبصرية الرقمية للحفظ الرقمي على المدى الطويل
• قامت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية بتضمين ضغط JPEG 2000 في تنسيق الملف الجديد GRIB2. تم تصميم بنية ملف GRIB للتوزيع العالمي للبيانات الجوية. أدى تنفيذ ضغط JPEG 2000 في GRIB2 إلى تقليل أحجام الملفات بنسبة تصل إلى 80%. ^[8]

يقوم تنسيق JPEG 2000 بتحليل الصورة إلى تمثيل متعدد الدقة أثناء عملية الضغط. ويمكن استخدام هذا التمثيل الهرمي لأغراض أخرى لعرض الصور بخلاف الضغط.

تُعرف هذه الميزات بشكل أكثر شيوعًا باسم فك التشفير التدريجي وقابلية التوسع لنسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) . يوفر JPEG 2000 تنظيمات تدفق الكود الفعّالة والتي تكون تدريجية من حيث دقة البكسل ودقة الصورة (أو حجم الصورة). بهذه الطريقة، بعد استلام جزء أصغر من الملف بالكامل، يمكن للمشاهد رؤية نسخة أقل جودة من الصورة النهائية. ثم تتحسن الجودة تدريجيًا من خلال تنزيل المزيد من بتات البيانات من المصدر.

مثل معيار JPEG الخالي من الفقدان ، ^[9] يوفر معيار JPEG 2000 كلًا من الضغط الخالي من الفقدان والضغط الخاسر في بنية ضغط واحدة. يتم توفير الضغط الخالي من الفقدان من خلال استخدام تحويل موجة عدد صحيح قابل للعكس في JPEG 2000.

مثل JPEG 1992، فإن JPEG 2000 مقاوم لأخطاء البتات التي تنتج عن قنوات الاتصال الصاخبة، بسبب تشفير البيانات في كتل مستقلة صغيرة نسبيًا.

تسمح تنسيقات الملفات JP2 وJPX بالتعامل مع معلومات مساحة اللون والبيانات الوصفية والتفاعلية في التطبيقات الشبكية كما هو مطور في بروتوكول JPEG الجزء 9 JPIP.

يدعم JPEG 2000 أعماق بت تتراوح من 1 إلى 38 بت لكل مكون. تتضمن مساحات الألوان المدعومة أحادي اللون، و3 أنواع من YCbCr، وsRGB، و PhotoYCC ، وCMY(K)، وYCCK، وCIELab. كما أضاف لاحقًا دعمًا لـ CIEJab ( CIECAM02 )، وe-sRGB، وROMM، وYPbPr وغيرها. ^[10]

دعم كامل للشفافية ومستويات ألفا. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يتكون نظام ترميز الصور JPEG 2000 (ISO/IEC 15444) من الأجزاء التالية:

نظام ترميز الصور JPEG 2000 – الأجزاء ^{[11] [12]}

جزء	رقم	تاريخ الإصدار العام		التعديل الأخير ​	معيار ITU-T متطابق	عنوان	وصف
		الطبعة الأولى	الطبعة الحالية
الجزء الأول	ايزو/اي اي سي 15444-1	2000	2019 [13]		ت.800	نظام الترميز الأساسي	الخصائص الأساسية لضغط JPEG 2000 ( .jp2 )
الجزء الثاني	ايزو/اي اي سي 15444-2	2004	2023 [14]		ت.801	الإضافات	( .jpx , .jpf , النقاط العائمة )
الجزء الثالث	ايزو/اي اي سي 15444-3	2002	2007	2010 [15]	ت.802	الحركة JPEG 2000	( .مج2 )
الجزء الرابع	ايزو/اي اي سي 15444-4	2002	2024		ت.803	اختبار المطابقة
الجزء الخامس	ايزو/اي اي سي 15444-5	2003	2021 [16]		ت.804	برنامج مرجعي	تنفيذات Java وC
الجزء السادس	ايزو/اي اي سي 15444-6	2003	2013		ت.805	تنسيق ملف الصورة المركبة	( .jpm ) على سبيل المثال تصوير المستندات، لتطبيقات ما قبل الطباعة والفاكس
الجزء السابع	مهجورة [11]					دليل وظيفة الدعم الأدنى وفقًا للمعيار ISO/IEC 15444-1 [17]	(تقرير فني عن وظائف الدعم الأدنى [18] )
الجزء الثامن	ايزو/اي اي سي 15444-8	2007	2023 [19]		ت.807	تأمين JPEG 2000	JPSEC (الجوانب الأمنية)
الجزء التاسع	ايزو/اي اي سي 15444-9	2005	2023 [20]		ت.808	أدوات التفاعل وواجهات برمجة التطبيقات والبروتوكولات	JPIP (البروتوكولات التفاعلية وواجهة برمجة التطبيقات)
الجزء العاشر	ايزو/اي اي سي 15444-10	2008	2011 [21]		ت.809	ملحقات للبيانات ثلاثية الأبعاد	JP3D (التصوير الحجمي)
الجزء 11	ايزو/اي اي سي 15444-11	2007	2007	2013 [22]	ت.810	لاسلكي	JPWL (التطبيقات اللاسلكية)
الجزء 12	ISO/IEC 15444-12 (تم سحبه في عام 2017)	2004	2015 [23]			تنسيق ملف الوسائط الأساسي ISO
الجزء 13	ايزو/اي اي سي 15444-13	2008	2008 [24]		ت.812	برنامج ترميز JPEG 2000 للمبتدئين
الجزء 14	ايزو/اي اي سي 15444-14	2013 [25]			ت.813	تمثيل XML والمرجع	[26] جيه بي إكس إم إل
الجزء 15	ايزو/اي اي سي 15444-15	2019	2019		ت.814	JPEG 2000 عالي الإنتاجية	تنسيق الملف HTJ2K وJPH
الجزء 16	ايزو/اي اي سي 15444-16	2019	2021 [27]		ت.815	تغليف صور JPEG 2000 في ISO/IEC 23008-12	هيف

لا يهدف JPEG 2000 إلى تحسين أداء الضغط على JPEG فحسب، بل إنه يهدف أيضًا إلى إضافة (أو تحسين) ميزات مثل قابلية التوسع والقدرة على التحرير. إن التحسن الذي حققه JPEG 2000 في أداء الضغط مقارنةً بمعيار JPEG الأصلي متواضع إلى حد ما ولا ينبغي أن يكون عادةً الاعتبار الأساسي لتقييم التصميم. يدعم JPEG 2000 معدلات ضغط منخفضة للغاية وعالية للغاية. إن قدرة التصميم على التعامل مع نطاق كبير جدًا من معدلات البت الفعالة هي إحدى نقاط قوة JPEG 2000. على سبيل المثال، لتقليل عدد البتات في صورة ما إلى أقل من مقدار معين، فإن الشيء المستحسن القيام به مع معيار JPEG الأول هو تقليل دقة الصورة المدخلة قبل ترميزها. هذا غير ضروري عند استخدام JPEG 2000، لأن JPEG 2000 يقوم بذلك تلقائيًا من خلال هيكل التحلل متعدد الدقة. تصف الأقسام التالية خوارزمية JPEG 2000.

وفقًا للمكتبة الملكية الهولندية ، "يترك مواصفات تنسيق JP2 الحالية مجالًا لتفسيرات متعددة عندما يتعلق الأمر بدعم ملفات تعريف ICC، والتعامل مع معلومات دقة الشبكة". ^[28]

في البداية، يجب تحويل الصور من مساحة ألوان RGB إلى مساحة ألوان أخرى، مما يؤدي إلى ثلاثة مكونات يتم التعامل معها بشكل منفصل. هناك خياران ممكنان:

1. يستخدم تحويل اللون غير القابل للعكس (ICT) مساحة اللون BT.601 YC _B C _R المعروفة . ويُطلق عليه اسم "غير قابل للعكس" لأنه يجب تنفيذه في وضع النقطة العائمة أو الثابتة ويتسبب في حدوث أخطاء في التقريب. ويجب استخدام تحويل اللون غير القابل للعكس فقط مع تحويل الموجة 9/7.
2. يستخدم تحويل اللون القابل للعكس (RCT) مساحة ألوان YUV معدلة (تشبه تقريبًا مساحة YC _G C _O ) والتي لا تسبب أخطاء في التكميم، وبالتالي فهي قابلة للعكس تمامًا. يتطلب التنفيذ الصحيح لتحويل اللون القابل للعكس تقريب الأرقام كما هو محدد ولا يمكن التعبير عنها بدقة في شكل مصفوفة. يجب استخدام تحويل اللون القابل للعكس فقط مع تحويل الموجة 5/3. التحويلات هي:

${\displaystyle {\begin{array}{rl}Y&=&\left\lfloor {\frac {R+2G+B}{4}}\right\rfloor ;\\C_{B}&=&B-G;\\C_{R}&=&R-G;\end{array}}\qquad {\begin{array}{rl}G&=&Y-\left\lfloor {\frac {C_{B}+C_{R}}{4}}\right\rfloor ;\\R&=&C_{R}+G;\\B&=&C_{B}+G.\end{array}}}$

إذا تم تطبيع R وG وB على نفس الدقة، فإن الدقة الرقمية لـ C _B وC _R تكون أكبر بمقدار بت واحد من دقة المكونات الأصلية. هذه الزيادة في الدقة ضرورية لضمان إمكانية الانعكاس. يمكن تقليل دقة مكونات التلوين ، ولكن ليس بالضرورة أن يكون ذلك ضروريًا؛ في الواقع، نظرًا لأن تحويل الموجات يفصل الصور بالفعل إلى مقاييس، فإن تقليل العينة يتم التعامل معه بشكل أكثر فعالية عن طريق إسقاط أدق مقياس للموجات. تسمى هذه الخطوة تحويل المكونات المتعددة في لغة JPEG 2000 لأن استخدامها لا يقتصر على نموذج ألوان RGB . ^[29]

بعد تحويل اللون، يتم تقسيم الصورة إلى ما يسمى بالبلاطات ، وهي مناطق مستطيلة من الصورة يتم تحويلها وترميزها بشكل منفصل. يمكن أن تكون البلاطات بأي حجم، ومن الممكن أيضًا اعتبار الصورة بأكملها بلاطة واحدة. بمجرد اختيار الحجم، سيكون لجميع البلاطات نفس الحجم (باستثناء تلك الموجودة على الحدود اليمنى والسفلية اختياريًا). يعد تقسيم الصورة إلى بلاطات مفيدًا حيث سيحتاج فك التشفير إلى ذاكرة أقل لفك تشفير الصورة ويمكنه اختيار فك تشفير البلاط المحدد فقط لتحقيق فك تشفير جزئي للصورة. عيب هذا النهج هو أن جودة الصورة تنخفض بسبب انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء . يمكن أن يؤدي استخدام العديد من البلاطات إلى إنشاء تأثير حجب مشابه لمعيار JPEG  1992 الأقدم.

يتم بعد ذلك تحويل هذه المربعات إلى موجات إلى عمق عشوائي، على النقيض من JPEG 1992 الذي يستخدم تحويل جيب التمام المنفصل بحجم كتلة 8×8 . يستخدم JPEG 2000 تحويلين مختلفين للموجات :

1. غير قابل للعكس : تحويل الموجة CDF 9/7 (تم تطويره بواسطة إنغريد دوبيشيز ). ^[30] ويقال إنه "غير قابل للعكس" لأنه يقدم ضوضاء كمية تعتمد على دقة فك التشفير.
2. قابل للعكس : نسخة مدورة من تحويل الموجة 5/3 المتعامد لـ Le Gall–Tabatabai (LGT) ^{[31] [30] [32]} (تم تطويره بواسطة Didier Le Gall وAli J. Tabatabai). ^[33] يستخدم معاملات صحيحة فقط، لذلك لا يتطلب الإخراج التقريب (التكميم) وبالتالي لا يقدم أي ضوضاء تكميم. يتم استخدامه في الترميز الخالي من الخسارة.

يتم تنفيذ تحويلات الموجة عن طريق مخطط الرفع أو عن طريق الالتفاف .

بعد تحويل الموجات، يتم تكميم المعاملات بشكل قياسي لتقليل عدد البتات لتمثيلها، على حساب الجودة. الناتج عبارة عن مجموعة من الأرقام الصحيحة التي يجب ترميزها بتًا بتًا. المعلمة التي يمكن تغييرها لتعيين الجودة النهائية هي خطوة التكميم: كلما زادت الخطوة، زاد الضغط وفقدان الجودة. مع خطوة تكميم تساوي 1، لا يتم إجراء تكميم (يتم استخدامه في الضغط بدون فقدان).

النتيجة المترتبة على العملية السابقة هي مجموعة من النطاقات الفرعية التي تمثل عدة مقاييس تقريبية. النطاق الفرعي عبارة عن مجموعة من المعاملات - أرقام حقيقية تمثل جوانب الصورة المرتبطة بنطاق تردد معين بالإضافة إلى مساحة مكانية للصورة.

يتم تقسيم النطاقات الفرعية الكمية إلى مناطق مستطيلة في نطاق الموجات. يتم تحديد حجمها عادةً بحيث توفر طريقة فعالة للوصول إلى جزء فقط من الصورة (المعاد بناؤها)، على الرغم من أن هذا ليس شرطًا.

يتم تقسيم الدوائر الانتخابية إلى كتل ترميز . توجد كتل الترميز في نطاق فرعي واحد ولها أحجام متساوية - باستثناء تلك الموجودة على حواف الصورة. يجب على المشفر تشفير بتات جميع المعاملات الكمية لكتلة الترميز، بدءًا من البتات الأكثر أهمية والتقدم إلى البتات الأقل أهمية من خلال عملية تسمى مخطط EBCOT . يرمز EBCOT هنا إلى Embedded Block Coding with Optimal Truncation . في عملية الترميز هذه، يتم ترميز كل مستوى بت من كتلة الترميز في ثلاث تمريرات ترميز تسمى أولاً بتات الترميز (والعلامات) للمعاملات غير المهمة مع جيران مهمين (أي مع بت واحد في مستويات بت أعلى)، ثم بتات التكرير للمعاملات المهمة وأخيرًا المعاملات بدون جيران مهمين. تسمى التمريرات الثلاث انتشار الأهمية وتكرير المقدار وتمريرة التنظيف على التوالي.

في الوضع الخالي من الخسارة، يتعين تشفير جميع مستويات البت بواسطة EBCOT، ولا يمكن إسقاط أي مستويات بت.

يتم بعد ذلك ترميز البتات المحددة من خلال عمليات الترميز هذه بواسطة مبرمج حسابي ثنائي مدفوع بالسياق ، أي مبرمج MQ الثنائي (كما يستخدمه أيضًا JBIG2 ). ويتكون سياق المعامل من حالة جيرانه الثمانية في كتلة الترميز.

النتيجة هي تدفق بتات مقسم إلى حزم حيث تقوم الحزمة بتجميع التمريرات المحددة لجميع كتل التعليمات البرمجية من منطقة معينة في وحدة واحدة غير قابلة للتجزئة. الحزم هي المفتاح لقابلية التوسع عالية الجودة (أي أنه يمكن التخلص من الحزم التي تحتوي على بتات أقل أهمية لتحقيق معدلات بتات أقل وتشويه أعلى).

يتم بعد ذلك تجميع الحزم من جميع النطاقات الفرعية في ما يسمى بالطبقات . لا يتم تحديد الطريقة التي يتم بها بناء الحزم من عمليات ترميز كتلة التعليمات البرمجية، وبالتالي الحزم التي ستحتوي عليها الطبقة، بواسطة معيار JPEG 2000، ولكن بشكل عام، سيحاول برنامج الترميز بناء الطبقات بطريقة تزيد بها جودة الصورة بشكل رتيب مع كل طبقة، ويقل تشوه الصورة من طبقة إلى أخرى. وبالتالي، تحدد الطبقات التقدم حسب جودة الصورة داخل مجرى التعليمات البرمجية.

المشكلة الآن هي العثور على طول الحزمة الأمثل لجميع كتل التعليمات البرمجية التي تقلل التشوه الإجمالي بطريقة تجعل معدل البت المستهدف الناتج يساوي معدل البت المطلوب.

في حين أن المعيار لا يحدد إجراءً لكيفية تنفيذ هذا الشكل من تحسين معدل التشويه ، فإن الخطوط العريضة العامة مذكورة في أحد ملاحقها العديدة: لكل بت مشفر بواسطة مشفر EBCOT، يتم قياس التحسن في جودة الصورة، والذي يتم تعريفه على أنه خطأ مربع متوسط؛ يمكن تنفيذ ذلك من خلال خوارزمية بحث جدولية سهلة. علاوة على ذلك، يتم قياس طول مجرى الكود الناتج. يشكل هذا لكل كتلة كود رسمًا بيانيًا في مستوى معدل التشويه، مما يعطي جودة الصورة على طول مجرى البتات. يتم بعد ذلك تحديد الاختيار الأمثل لنقاط القطع، وبالتالي لنقاط بناء الحزمة، من خلال تحديد المنحدرات الحرجة لهذه المنحنيات، واختيار كل تمريرات التشفير التي يكون منحنىها في الرسم البياني لمعدل التشويه أكثر انحدارًا من المنحدر الحرج المحدد. يمكن اعتبار هذه الطريقة تطبيقًا خاصًا لطريقة مضاعف لاجرانج المستخدمة في مشاكل التحسين تحت القيود. يتبين أن مضاعف لاغرانج ، والذي يُشار إليه عادةً بـ λ، هو المنحدر الحرج، والقيد هو معدل البت المستهدف المطلوب، والقيمة التي يجب تحسينها هي التشويه الإجمالي.

يمكن إعادة ترتيب الحزم بشكل تعسفي تقريبًا في مجرى بتات JPEG 2000؛ وهذا يمنح المشفر وخوادم الصور درجة عالية من الحرية.

يمكن إرسال الصور المشفرة بالفعل عبر الشبكات بمعدلات بت عشوائية باستخدام ترتيب ترميز تدريجي للطبقات. من ناحية أخرى، يمكن نقل مكونات الألوان إلى الخلف في مجرى البتات؛ يمكن إرسال الدقة المنخفضة (المقابلة للنطاقات الفرعية منخفضة التردد) أولاً لمعاينة الصورة. أخيرًا، يمكن التصفح المكاني للصور الكبيرة من خلال تحديد البلاط أو القسم المناسب. لا تتطلب كل هذه العمليات أي إعادة ترميز ولكن عمليات نسخ بايتية فقط. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

بالمقارنة مع معيار JPEG السابق، يوفر JPEG 2000 مكسب ضغط نموذجي في نطاق 20%، اعتمادًا على خصائص الصورة. تميل الصور ذات الدقة الأعلى إلى الاستفادة بشكل أكبر، حيث يمكن أن يساهم التنبؤ بالتكرار المكاني في JPEG 2000 بشكل أكبر في عملية الضغط. في التطبيقات ذات معدل البت المنخفض للغاية، أظهرت الدراسات أن JPEG 2000 يتفوق ^[34] على وضع الترميز داخل الإطار في H.264.

إن تنسيق JPEG 2000 أكثر تعقيدًا من حيث التعقيد الحسابي مقارنةً بمعيار JPEG. يمكن تنفيذ عمليات التبليط وتحويل مكونات الألوان وتحويل الموجات المنفصلة والتكميم بسرعة كبيرة، على الرغم من أن ترميز الإنتروبيا يستغرق وقتًا طويلاً ومعقدًا للغاية. يستغرق نمذجة سياق EBCOT وترميز MQ الحسابي معظم وقت ترميز JPEG 2000.

على وحدة المعالجة المركزية، ترتبط الفكرة الرئيسية للحصول على ترميز وفك تشفير سريعين بتنسيق JPEG 2000 ارتباطًا وثيقًا بـ AVX/SSE والتعدد في العمليات لمعالجة كل بلاطة في سلسلة منفصلة. تستخدم أسرع حلول JPEG 2000 كلًا من قوة وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات للحصول على معايير أداء عالية. ^{[35] [36]}

على غرار JPEG-1، يحدد JPEG 2000 كلًا من تنسيق الملف وتدفق التعليمات البرمجية. بينما يصف JPEG 2000 عينات الصورة بالكامل، يتضمن JPEG-1 معلومات إضافية مثل دقة الصورة أو مساحة اللون التي تم استخدامها لترميز الصورة. يجب وضع صور JPEG 2000 - إذا تم تخزينها كملفات - في تنسيق ملف JPEG 2000، حيث تحصل على امتداد .jp2 . يعمل امتداد الجزء 2 لـ JPEG 2000 (ISO/IEC 15444-2) على إثراء تنسيق الملف من خلال تضمين آليات للرسوم المتحركة أو تكوين العديد من تدفقات التعليمات البرمجية في صورة واحدة. يسمى تنسيق الملف الموسع هذا JPX، ويجب أن يستخدم امتداد الملف .jpf ، ^[37] على الرغم من استخدام .jpx أيضًا. ^[38]

لا يوجد امتداد موحد لبيانات تدفق الكود لأن بيانات تدفق الكود لا ينبغي اعتبارها مخزنة في ملفات في المقام الأول، ولكن عند القيام بذلك لأغراض الاختبار، يتم استخدام الامتداد .jpc أو .j2k أو .j2c بشكل شائع.

بالنسبة لصيغة JPEG التقليدية، يتم الاحتفاظ بالبيانات الوصفية الإضافية ، مثل ظروف الإضاءة والتعرض، في علامة تطبيق بتنسيق Exif المحدد بواسطة JEITA. يختار JPEG 2000 مسارًا مختلفًا، حيث يقوم بتشفير نفس البيانات الوصفية في شكل XML . يتم توحيد المرجع بين علامات Exif وعناصر XML بواسطة لجنة ISO TC42 في المعيار 12234-1.4.

يمكن أيضًا تضمين منصة البيانات الوصفية القابلة للتوسعة في JPEG 2000.

This section possibly contains original research. Please improve it by verifying the claims made and adding inline citations. Statements consisting only of original research should be removed. (May 2020) (Learn how and when to remove this message)

إن ISO 15444 مشمول ببراءات الاختراع، وتسرد المواصفات 17 حامل براءة اختراع، ولكن الشركات والمنظمات المساهمة وافقت على أنه يمكن الحصول على التراخيص للجزء الأول منه - نظام الترميز الأساسي - مجانًا من جميع المساهمين. ولكن هذا ليس ضمانًا رسميًا. ^{[39] [40]} قد تكون التراخيص وحقوق الملكية مطلوبة لاستخدام بعض الامتدادات. ^{[41] [42]}

صرحت لجنة JPEG بما يلي:

لقد كان من الأهداف القوية للجنة JPEG أن تكون معاييرها قابلة للتنفيذ في شكلها الأساسي دون دفع رسوم الترخيص أو الإتاوات... وقد تم إعداد معيار JPEG 2000 القادم على هذا النحو، وتم التوصل إلى اتفاق مع أكثر من 20 منظمة كبيرة تمتلك العديد من براءات الاختراع في هذا المجال للسماح باستخدام ملكيتها الفكرية فيما يتعلق بالمعيار دون دفع رسوم الترخيص أو الإتاوات. ^[43]

ومع ذلك، أقرت لجنة JPEG في عام 2004 بأن براءات الاختراع غير المعلنة الخاصة بالغواصات قد تشكل خطراً: ^{[ الأهمية؟ ]}

ومن الممكن بالطبع أن تطالب منظمات أو أفراد آخرون بحقوق الملكية الفكرية التي تؤثر على تنفيذ المعيار، ونحث أي منفذين على إجراء عمليات البحث والتحقيق الخاصة بهم في هذا المجال. ^[44]

في ISO/IEC 15444-1:2016، ذكرت لجنة JPEG في "الملحق L: بيان براءة الاختراع":

تلفت المنظمة الدولية للمعايير (ISO) واللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) الانتباه إلى حقيقة مفادها أن الامتثال لهذه التوصية | المعيار الدولي قد يتضمن استخدام براءات الاختراع.

يمكن الحصول على القائمة الكاملة لبيانات حقوق الملكية الفكرية من قواعد بيانات إعلانات براءات الاختراع التابعة لقطاع تقييس الاتصالات (ITU-T) ومنظمة ISO (المتاحة على الرابط https://www.iso.org/iso-standards-and-patents.html)

ولم تتخذ المنظمة الدولية للمعايير واللجنة الكهروتقنية الدولية أي موقف بشأن الأدلة أو صحة أو نطاق حقوق براءات الاختراع هذه.

يُلفت الانتباه إلى احتمال أن تكون بعض عناصر هذه التوصية | المعيار الدولي موضوعًا لحقوق براءات اختراع أخرى غير تلك المحددة في قواعد البيانات المذكورة أعلاه. لا تتحمل ISO وIEC المسؤولية عن تحديد أي أو كل حقوق براءات الاختراع هذه.

يوجد العديد من الأجزاء الإضافية لمعيار JPEG 2000؛ من بينها ISO/IEC 15444-2:2000، امتدادات JPEG 2000 التي تحدد تنسيق الملف .jpx ، والتي تتميز على سبيل المثال بتكميم Trellis ، وتنسيق ملف ممتد ومساحات ألوان إضافية ، ^[45] وISO/IEC 15444-4:2000، اختبار المرجع وISO/IEC 15444-6:2000، تنسيق ملف الصورة المركبة ( .jpm )، مما يسمح بضغط الرسومات النصية/الصور المركبة. ^[46]

تتوفر أيضًا بالفعل من ISO ملحقات لنقل الصور بشكل آمن، JPSEC (ISO/IEC 15444-8)، وأنظمة تصحيح الأخطاء المحسنة للتطبيقات اللاسلكية، JPWL (ISO/IEC 15444-11)، وملحقات ترميز الصور الحجمية، JP3D (ISO/IEC 15444-10).

في عام 2005، تم نشر بروتوكول تصفح الصور المستند إلى JPEG 2000، والذي يسمى JPIP، باعتباره ISO/IEC 15444-9. ^[47] وفي هذا الإطار، يتعين فقط نقل مناطق مختارة من الصور الضخمة المحتملة من خادم الصور بناءً على طلب العميل، وبالتالي تقليل النطاق الترددي المطلوب.

يمكن أيضًا بث بيانات JPEG 2000 باستخدام بروتوكولي ECWP وECWPS الموجودين ضمن ERDAS ECW /JP2 SDK.

تم تعريف Motion JPEG 2000 (MJ2) في الأصل في الجزء 3 من معيار ISO لـ JPEG2000 (ISO/IEC 15444-3:2002) كوثيقة مستقلة، وقد تم التعبير عنها الآن بواسطة ISO/IEC 15444-3:2002/Amd 2:2003 من حيث تنسيق ISO الأساسي، ISO/IEC 15444-12 وفي توصية ITU-T T.802. ^[48] وهي تحدد استخدام تنسيق JPEG 2000 لتسلسلات الصور المؤقتة (تسلسلات الحركة)، والتي قد يتم دمجها مع الصوت، وتركيبها في عرض تقديمي عام. ^{[49] [50]} كما تحدد تنسيق ملف، ^[51] بناءً على تنسيق ملف الوسائط الأساسي ISO (ISO 15444-12). امتدادات أسماء الملفات لملفات الفيديو Motion JPEG 2000 هي .mj2 و .mjp2 وفقًا لـ RFC 3745.

إنه معيار ISO مفتوح وتحديث متقدم لـ MJPEG (أو MJ)، والذي كان يعتمد على تنسيق JPEG القديم . على عكس تنسيقات الفيديو الشائعة، مثل MPEG-4 الجزء 2 و WMV و H.264 ، لا يستخدم MJ2 الضغط الزمني أو ضغط الإطارات. بدلاً من ذلك، يكون كل إطار كيانًا مستقلاً مشفرًا إما بواسطة متغير ضياع أو بدون ضياع من JPEG 2000. لا يعتمد هيكله المادي على ترتيب الوقت، ولكنه يستخدم ملف تعريف منفصل لاستكمال البيانات. بالنسبة للصوت، فهو يدعم ترميز LPCM ، بالإضافة إلى متغيرات MPEG-4 المختلفة، كبيانات "خام" أو مكملة. ^[52]

يعتبر تنسيق Motion JPEG 2000 (يشار إليه غالبًا باسم MJ2 أو MJP2) تنسيقًا أرشيفيًا رقميًا ^[53] من قبل مكتبة الكونجرس، على الرغم من أن تنسيق MXF_OP1a_JP2_LL (تنسيق JPEG 2000 بدون فقدان ملفوف في نمط التشغيل MXF 1a) هو المفضل من قبل LOC Packard Campus لحفظ المواد السمعية والبصرية.

تتطابق ISO/IEC 15444-12 مع ISO/IEC 14496-12 (MPEG-4 الجزء 12) وتحدد تنسيق ملف الوسائط الأساسي ISO . على سبيل المثال، تنسيق ملف Motion JPEG 2000 أو تنسيق ملف MP4 أو تنسيق ملف 3GP يعتمد أيضًا على تنسيق ملف الوسائط الأساسي ISO هذا. ^{[54] [55] [56] [57] [58]}

لقد حدد اتحاد الجغرافيا المكانية المفتوح (OGC) معيارًا للبيانات الوصفية لتحديد المواقع الجغرافية لصور JPEG 2000 باستخدام XML المضمن باستخدام تنسيق لغة ترميز الجغرافيا (GML): GML في JPEG 2000 لترميز الصور الجغرافية (GMLJP2) ، الإصدار 1.0.0، بتاريخ 2006-01-18. ^[59] تمت الموافقة على الإصدار 2.0، بعنوان GML في معيار ترميز JPEG 2000 (GMLJP2) الجزء 1: الأساسي في 2014-06-30. ^[59]

يمكن تحديد ملفات JP2 وJPX التي تحتوي على علامات GMLJP2 وعرضها في الموضع الصحيح على سطح الأرض بواسطة نظام المعلومات الجغرافية (GIS) المناسب، بطريقة مماثلة لصور GeoTIFF وGTG.

دعم التطبيق لـ JPEG 2000

برنامج	الجزء الأول		الجزء الثاني		رخصة
	يقرأ	يكتب	يقرأ	يكتب
برنامج ACDSee	نعم	نعم	؟	؟	الملكية
بلوط [60]	نعم	نعم	؟	؟	الملكية
صورة التقارب [ملاحظة 1]	نعم	لا	لا	لا	الملكية
برنامج iPhoto من شركة آبل	نعم	لا	نعم	لا	الملكية
أوتوديسك أوتوكاد [ مطلوب توضيح ]	نعم	نعم	نعم	؟	الملكية
بي ايه اي سيستمز كومباس	نعم	لا	نعم	لا	الملكية
الخلاط [61]	نعم	نعم	؟	؟	رخصة جنو العمومية
المرحلة الأولى من التقاط الصورة الأولى	نعم	نعم	نعم	نعم	الملكية
رسم Chasys IES	نعم	نعم	نعم	نعم	برامج مجانية
سيني أسيت	نعم	نعم	نعم	نعم	الملكية
كمبيوبيك برو	نعم	نعم	؟	؟	الملكية
برنامج كوريل فوتو باينت	نعم	نعم	نعم	نعم	الملكية
دامينيون [62]	نعم	لا	نعم	لا	الملكية
دارك تابل [63]	؟	نعم	؟	؟	رخصة جنو العمومية
معرض البيانات	نعم	لا	نعم	لا	الملكية
ديجي كام [64] [65] ( كيدي [66] )	نعم	نعم	؟	؟	رخصة جنو العمومية
الإدراك البيئي	نعم	نعم	؟	؟	الملكية
إنفي	نعم	نعم	؟	؟	الملكية
إرداس إيماجين	نعم	نعم	؟	؟	الملكية
إثبات (PDF 1.5 تضمين)	نعم	لا	لا	لا	رخصة جنو العمومية الإصدار 2
عارض الصور FastStone	نعم	نعم	نعم	نعم	برامج مجانية
فاست ستون ماكس فيو	نعم	لا	نعم	لا	الملكية
فوتوجرافيكس 2.0	لا	لا	لا	لا	الملكية
فوتو سكيتشر 2.70	لا	لا	لا	لا	الملكية
جيمب 2.7 [67]	نعم	المكونات الإضافية	؟	؟	رخصة جنو العمومية
خرائط عالمية	نعم	نعم	لا	لا	الملكية
جنوم ويب	نعم	—	؟	—	رخصة جنو العمومية
جوجل كروم	بي دي إف	لا	؟	لا	برامج مجانية
محول الرسومات	نعم	نعم	نعم	؟	برامج مشتركة
جوينفيو ( KDE [66] )	نعم	نعم	؟	؟	رخصة جنو العمومية
اللغة الإنجليزية:IDL	نعم	نعم	؟	؟	الملكية
زجاج الصورة [68]	نعم	لا	لا	لا	رخصة جنو العمومية [69]
إيماج ماجيك	نعم	نعم	نعم	نعم	ترخيص ImageMagick
تخيل (مع البرنامج الإضافي) [70]	نعم	لا	لا	لا	برامج مجانية
عرفان فيو	نعم	نعم	لا	لا	برامج مجانية
طلاء الألوان ( KDE [66] )	نعم	نعم	؟	؟	BSD مكون من 2 فقرة
كريتا	نعم	لا	؟	لا	رخصة جنو العمومية
أدوات الرصاص [71] [72]	نعم	نعم	نعم	نعم	الملكية
لايت روم	لا	لا	لا	لا	الملكية
الرياضيات	نعم	نعم	لا	لا	الملكية
ماتلاب	عبر صندوق الأدوات	عبر صندوق الأدوات	عبر صندوق الأدوات	عبر صندوق الأدوات	الملكية
موزيلا فايرفوكس [ملاحظة 2]	PDF، البرنامج المساعد	—	؟	—	إم بي إل
الأوبرا	بي دي إف	—	؟	—	الملكية
برنامج PaintShop Pro	نعم	نعم	نعم	نعم	الملكية
فلتر الصور	لا	لا	لا	لا	الملكية
فوتو لاين	نعم	نعم	؟	؟	الملكية
الفوتوشوب [ملاحظة 3]	نعم	نعم	نعم	نعم	الملكية
برنامج Picture Window Pro 7	نعم	لا	؟	لا	الملكية
محرر صور البكسل	نعم	نعم	؟	؟	الملكية
برنامج بيكسلماتور برو [73]	نعم	نعم	؟	؟	الملكية
معاينة [ملاحظة 4]	نعم	نعم	نعم	نعم	الملكية
QGIS (مع البرنامج الإضافي)	نعم	نعم	؟	؟	رخصة جنو العمومية
سفاري [ملاحظة 5]	بي دي إف	—	—	—	الملكية
شاطئ البحر [74]	نعم	نعم	؟	؟	رخصة جنو العمومية
سيلفر فاست	نعم	نعم	نعم	نعم	الملكية
إكس إن فيو	نعم	نعم	نعم	نعم	الملكية
زيبروكسي	نعم	نعم	لا	لا	رخصة جنو العمومية

دعم المكتبة لـ JPEG 2000

برنامج	الجزء الأول		الجزء الثاني		لغة	رخصة
	يقرأ	يكتب	يقرأ	يكتب
غروك	نعم	نعم	جزئي	لا	سي++	رخصة أيه جي بي إل
يشب	نعم	نعم	لا	لا	ج	ترخيص برنامج JasPer
كاكادو	نعم	نعم	نعم	نعم	سي++	الملكية
مفتوح JPEG	نعم	نعم	جزئي	جزئي	ج	BSD مكون من 2 فقرة

• أفيف
• مقارنة تنسيقات ملفات الرسومات
• السينما الرقمية
• DjVu  – تنسيق ضغط يستخدم أيضًا الموجات وهو مصمم للاستخدام على الويب.
• ECW  – تنسيق ضغط الموجات الذي يضاهي بشكل جيد تنسيق JPEG 2000.
• نقل الوسائط بمعدل بت مرتفع
• JPEG-LS – معيار آخر لضغط الصور بدون فقدان من JPEG.
• JPEG XL - بديل طويل الأمد لـ JPEG.
• JPIP  – بروتوكول JPEG 2000 التفاعلي
• MrSID  – تنسيق ضغط الموجات الذي يضاهي تنسيق JPEG 2000
• PGF  – تنسيق ضغط الموجات السريع الذي يضاهي تنسيق JPEG 2000
• QuickTime  – إطار عمل للوسائط المتعددة وتطبيق ومكون إضافي لمتصفح الويب تم تطويره بواسطة Apple، قادر على ترميز وفك تشفير وتشغيل ملفات الوسائط المتعددة المختلفة (بما في ذلك صور JPEG 2000 بشكل افتراضي).
• أنواع صور ضغط الفيديو
• موجة
• WebP  – تنسيق صورة مرتبط بـ WebM ، يدعم الضغط مع فقدان البيانات وبدون فقدانها

• الموقع الرسمي
• نظام ترميز الصور ITU-T T.800 JPEG 2000: نظام الترميز الأساسي على itu.int
• nvJPEG2000 – برنامج فك تشفير وترميز CUDA من Nvidia