JPEG XT

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

JPEG XT (ISO/IEC 18477) هو معيار لضغط الصور يحدد امتدادات متوافقة مع الإصدارات السابقة لمعيار JPEG الأساسي (ISO/IEC 10918-1 و ITU Rec. T.81).

يُوسّع معيار JPEG XT نطاق معيار JPEG بدعمٍ لأعماق بتات عددية صحيحة أعلى، وتصوير بنطاق ديناميكي عالٍ، وتشفير الفاصلة العائمة، والتشفير بدون فقدان للبيانات، وتشفير قناة ألفا، وتنسيق ملف قابل للتوسيع قائم على JFIF . كما يتضمن تطبيقًا برمجيًا مرجعيًا ومواصفات لاختبار المطابقة.

امتدادات JPEG XT متوافقة مع الإصدارات السابقة من تنسيق ملف JPEG/JFIF الأساسي - البرامج الحالية متوافقة مع الإصدارات اللاحقة ويمكنها قراءة دفق JPEG XT الثنائي، على الرغم من أنها ستفك تشفير الصورة الأساسية ذات 8 بت فقط. [ 1 ]

معيار JPEG XT

تُعرف معايير JPEG رسميًا باسم تكنولوجيا المعلومات  - الضغط والترميز القابل للتطوير للصور الثابتة ذات التدرج اللوني المستمر . يتكون معيار ISO/IEC 18477 من الأجزاء التالية:

ضغط وتشفير الصور الثابتة ذات التدرج اللوني المستمر باستخدام JPEG XT القابل للتوسيع - أجزاء
جزءتاريخ الإصدار العام الأولرقم ISO/IECرقم الاتحاد الدولي للاتصالاتاللقب الرسمي
الجزء الأول2015-06ISO/IEC 18477-1مواصفات نظام الترميز الأساسي
الجزء الثاني2016-07ISO/IEC 18477-2ترميز الصور ذات النطاق الديناميكي العالي
الجزء الثالث2015-12ISO/IEC 18477-3تنسيق ملف الصندوق
الجزء الرابع2017-10ISO/IEC 18477-4اختبار المطابقة
الجزء الخامس2018-03ISO/IEC 18477-5برنامج مرجعي
الجزء السادس2016-02ISO/IEC 18477-6ترميز الأعداد الصحيحة IDR
الجزء السابع2017-05ISO/IEC 18477-7ترميز النقطة العائمة بتقنية النطاق الديناميكي العالي
الجزء الثامن2016-10ISO/IEC 18477-8الترميز بدون فقدان البيانات أو شبه بدون فقدان البيانات
الجزء 92016-10ISO/IEC 18477-9ترميز قناة ألفا

ملخص

يُحدد الجزء الأول الأساسي من المعيار مواصفات JPEG الشائعة الاستخدام اليوم، مثل ISO/IEC 10918-1 (التنسيق الأساسي)، و10918-5 تنسيق تبادل ملفات JPEG (JFIF)، و10918-6 (تطبيقات الطباعة). ويقتصر هذا الجزء على أنماط ترميز JPEG الأساسية، والتسلسلية، وهافمان التدريجي، ويتضمن تعريفات JFIF لتحويلات مساحة ألوان Rec. 601 مع أخذ عينات فرعية من تشبع اللون YCbCr . [ 2 ] [ 1 ] وقد وضع المواصفات الأولى كلٌ من توماس ريختر من ألمانيا، وتيم برويلانتس وبيتر شيلكنز من بلجيكا، والمهندس السويسري الإيراني توراج إبراهيمي. [ 2 ]

يُعرّف تنسيق ملف Box في الجزء الثالث تنسيقًا قابلًا للتوسيع ومتوافقًا مع الإصدارات السابقة من JFIF. تعتمد الامتدادات على "صناديق" - وهي عبارة عن أجزاء بحجم 64 كيلوبايت مُوسومة بعلامة التطبيق 11 ('APP11')، وتحتوي على طبقات بيانات مُحسّنة وبيانات وصفية ثنائية إضافية تُبيّن كيفية دمجها مع الطبقة الأساسية ذات 8 بت لتكوين صورة كاملة الدقة. [ 3 ] يعتمد الجزء الثالث على تنسيق ملف الوسائط الأساسي ISO المُستخدم في JPEG 2000 ؛ وقد استُخدم ترتيب مماثل في تنسيق JPEG-HDR السابق من Dolby Labs ، والذي تم توحيده في JPEG XT الجزء الثاني. [ 2 ]

يتضمن الجزء السابع أدوات ترميز HDR بنظام الفاصلة العائمة، والتي تُنتج طبقة صورة مُحسّنة من صورة كاملة الدقة وطبقة صورة أساسية مُصحّحة غاما ومُعالجة لضبط النغمات بدقة 8 بت. صُممت هذه الأدوات للتصوير بنطاق ديناميكي عالٍ مع تعريضات متعددة للصور والصور المُولّدة حاسوبيًا والتي تتجاوز دقة الأعداد الصحيحة الخطية 16 بت. [ 2 ]

يُحدد هذا المعيار ثلاث خوارزميات رئيسية لإعادة بناء صورة النطاق الديناميكي العالي (HDR): يستخدم المعيار (أ) عامل قياس لوغاريتمي مشترك لعكس تعيين النغمات للطبقة الأساسية؛ ويستخدم المعيار (ب) طبقة امتداد صورة مقسومة مُقاسة بقيمة التعريض المشتركة؛ أما المعيار (ج) فهو مشابه للمعيار (أ) ولكنه يستخدم عوامل قياس لكل مكون ومساحة لوغاريتمية مع دوال خطية متقطعة، مما يسمح بالترميز بدون فقدان للبيانات. يعتمد المعيار (أ) على تنسيق صورة Radiance RGBE [ 2 ] ، بينما يعتمد المعيار (ب) على تنسيق XDepth من Trellis Management [ 4 ] .

يستخدم الملف التعريفي D خوارزمية بسيطة لا تُنتج صورة مُحسّنة، حيث تُستخدم طبقة التحسين لتخزين دقة مُوسّعة لمعاملات نقل تحويل جيب التمام المنفصل (DCT)، ويتم تطبيق دالة نقل غير غاما لزيادة النطاق الديناميكي إلى 12 بت. التوافق مع الإصدارات السابقة محدود لأن أجهزة فك التشفير القديمة لا تدعم منحنيات EOTF الجديدة وتُنتج ألوانًا غير مشبعة. [ 2 ] الملف التعريفي D غير مُطبّق في البرامج المرجعية.

يسمح تنسيق JPEG XT أيضًا بدمج عناصر مختلفة من ملفات تعريف متعددة في دفق الترميز، مما يتيح دقة DCT موسعة وتشفيرًا بدون فقدان للبيانات في جميع ملفات التعريف (ملف التعريف الكامل). [ 1 ]

الجزء 6، ترميز الأعداد الصحيحة لصور النطاق الديناميكي المتوسط ​​(IDR)، هو امتداد لترميز عينات الأعداد الصحيحة من 9 إلى 16 بت النموذجية لبيانات المستشعر الخام ؛ أدوات الترميز الخاصة به مطابقة للجزء 7 الملف التعريفي ج. [ 2 ]

يُعرّف الجزء الثاني تطبيقًا للتصوير بتقنية النطاق الديناميكي العالي (HDR) يعتمد على تنسيق JPEG-HDR من Dolby. [ 5 ] ويستخدم تنسيق صور RGBE المُعرّف في الجزء السابع، الملف التعريفي أ، والذي يدعم كلاً من عينات الأعداد الصحيحة وعينات الفاصلة العائمة؛ ويعتمد تنسيق الملف على الجزء الثالث ولكنه يستخدم صيغة بيانات وصفية نصية خاصة. [ 2 ]

يُعدّ الجزء الثامن من الترميز غير الفاقد للبيانات امتدادًا لترميز الأعداد الصحيحة والفاصلة العائمة، ويستند إلى الجزء السابع، الملف التعريفي C، مما يسمح بضغط قابل للتوسع من الضغط الفاقد للبيانات إلى الضغط غير الفاقد لها. بالنسبة لدقة 10 و12 بت، يُستخدم تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) غير الفاقد للبيانات من عدد صحيح إلى عدد صحيح، والذي يستبدل كل مساحة دوران بثلاث عمليات قص (على غرار تحويل المويجات في JPEG2000). أما بالنسبة لدقة 16 بت، فيُحدد المعيار تقريبًا لتحويل جيب التمام المنفصل (DCT) بنقطة ثابتة مع فقدان للبيانات، وهو مطلوب من أجهزة فك التشفير لتنفيذه. وهذا يُتيح للمُشفّر التنبؤ بأخطاء الترميز وتخزينها في طبقة التحسين، مما يسمح بإعادة بناء الصورة دون فقدان للبيانات. يمكن أن تكون بقايا الأخطاء في طبقة التحسين إما غير مضغوطة، أو مضغوطة باستخدام تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) غير الفاقد للبيانات من عدد صحيح إلى عدد صحيح. [ 1 ] يُضاهي أداء الضغط وجودة الصورة في الجزء الثامن أداء PNG . [ 2 ] [ 3 ]

يُتيح امتداد قناة ألفا في الجزء التاسع ترميز الصور الشفافة والصور ذات الأشكال العشوائية مع فقدان البيانات أو بدونه. ويستخدم طبقة عتامة (شفافية) مُرمّزة بدقة عددية صحيحة أو عشرية، وبيانات وصفية لتحديد ما إذا كان المحتوى قد ضُرب مسبقًا بقناة ألفا، أو ضُرب مسبقًا ومُزج مع لون الخلفية. [ 1 ] [ 2 ]

في المستقبل، ستتيح امتدادات حماية الخصوصية والأمان تشفير مناطق الصور الخاصة (أو الصور بأكملها) بدقة منخفضة، مع طبقات تحسين مشفرة رقميًا لاستعادة الصورة بدقتها الكاملة فقط لمن يملكون مفتاح فك التشفير الخاص. ولن تكون مرئية إلا المناطق العامة لمن لا يملكون المفتاح. [ 1 ] [ 2 ]

JPEG-HDR

تعتمد تقنية ترميز JPEG XT Part 2 HDR على تنسيق Dolby JPEG-HDR، [ 5 ] الذي ابتكره جريج وارد [ 6 ] من شركة BrightSide Technologies وماريان سيمونز من شركة Walt Disney Feature Animation عام 2005 ، كوسيلة لتخزين صور ذات نطاق ديناميكي عالٍ داخل ملف JPEG قياسي . استحوذت شركة Dolby Laboratories على شركة BrightSide Technologies عام 2007.

تعتمد عملية ترميز الصورة على تنسيق RGBE ثنائي الطبقات المستخدم في برنامج Radiance ، وكلاهما من تطوير وارد. ويتم تقليل حجم الملف عن طريق تحويل الصورة أولاً إلى نسخة مُعدّلة النغمات ، ثم تخزين صورة مُضاعفة مُعاد بناؤها في علامات APP11 ضمن ملف JPEG/JFIF نفسه. تتجاهل برامج العرض العادية الصورة المُضاعفة، مما يسمح لأي شخص برؤية النسخة المُعدّلة النغمات من الصورة المعروضة بنطاق ديناميكي ونطاق ألوان قياسيين.

تنسيق ملف JPEG-HDR مشابه لتنسيق ملف JPEG XT الجزء 3 Box ولكنه يستخدم بيانات وصفية نصية. [ 2 ]

تشمل البرامج التي تدعم JPEG-HDR برنامج Photosphere من تطوير جريج وارد [ 7 ] وبرنامج pfstools. [ 8 ]

برنامج مرجعي

تحتفظ مجموعة خبراء التصوير المشتركة بين المنظمة الدولية للمعايير (ISO) واللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) بتطبيق برمجي مرجعي لتنسيق JPEG الأساسي (ISO/IEC 10918-1 و18477-1) وامتدادات JPEG XT (ISO/IEC 18477 الأجزاء 2 و6-9)، بالإضافة إلى JPEG-LS (ISO/IEC 14495). يتوفر إصدار مُصغّر بدون JPEG-LS، والترميز الحسابي، ومُشفّر هرمي تدريجي مُشابه لـ mozjpeg، بموجب ترخيص ISO. [ 9 ] وبصفته مُشاركًا في تحدي ICIP الكبير، يُضمّن المؤلف أيضًا بعض تقنيات تحسين JPEG الموجودة والمعروفة باسم "JPEG المُحسّن" في المكتبة. [ 10 ]

يتم توفير برنامج ترميز JPEG-HDR بواسطة Dolby Labs؛ ويتم توفير برنامج JPEG XT Part 7 Profile B بواسطة XDepth/Trellis Management؛ وتم توفير تنفيذ جميع الأجزاء المتبقية بواسطة جامعة شتوتغارت .

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 توماس ريختر؛ أليساندرو أرتوسي؛ تورادج إبراهيمي (2016). "JPEG XT: عائلة جديدة من معايير JPEG المتوافقة مع الإصدارات السابقة" (ملف PDF) . IEEE MultiMedia . 23 (يوليو/سبتمبر 2016): 80-88 . doi : 10.1109/MMUL.2016.49 .
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 توماس ريختر، تيم برويلانتس، بيتر شيلكنز، توراج إبراهيمي (22 سبتمبر 2015). مجموعة معايير JPEG XT: الوضع الحالي والخطط المستقبلية. مؤرشف في 9 أغسطس 2017 على موقع Wayback Machine.
  3. 1 2 أليساندرو أرتوسي، رافال ك. مانتيوك، توماس ريختر، بافيل كورشونوف، فيليب هانهارت، توراج إبراهيمي، ماسيميليانو أغوستينيلي. JPEG XT: معيار ضغط لصور HDR وWCG (المعايير باختصار)
  4. ↑ أرتوسي، أليساندرو؛ مانتيوك، رافال ك.؛ ريختر، توماس؛ هانهارت، فيليب؛ كورشونوف، بافيل؛ أغوستينيلي، ماسيميليانو؛ تين، أركادي؛ إبراهيمي، تورادج (19-12-2015). "نظرة عامة وتقييم لمعيار ضغط الصور JPEG XT HDR" . مجلة معالجة الصور في الوقت الحقيقي . 16 (2): 413-428 . doi : 10.1007/s11554-015-0547-x . ISSN 1861-8200 . S2CID 14247192 .  
  5. 1 2 "اكتشف الترفيه المنزلي بتقنية دولبي" .
  6. ↑ "صفحة OutBox الخاصة بـ Gregory Ward Larson" .
  7. ↑ "Anyhere Software" . anyhere.com .
  8. ↑ "نبذة عن pfstools" . pfstools.sourceforge.net .
  9. ↑ "Jpeg - Jpeg Xt" .
  10. ↑ ريختر، توماس (سبتمبر 2016). "JPEG على المنشطات: تقنيات التحسين الشائعة لضغط صور JPEG". المؤتمر الدولي لمعالجة الصور IEEE لعام 2016 (ICIP) . الصفحات 61-65 . doi : 10.1109/ICIP.2016.7532319 . ISBN  978-1-4673-9961-6. S2CID 14922251 . 

المنشورات