JPEG 2000 ist der Nachfolger von JPEG
Das JPEG-Format hat gewisse Nachteile bei der Komprimierung. Es kann es nur Verlustbehaftet komprimieren, bei scharfen Konturen und bei starker Komprimierung kommt es schnell zu Artefakten, Blockbildungen und ähnlichem. Im März 1997 begann die Joint Photographic Expert Group einen neuen Standard zu planen, der diese Nachteile beheben und neue Funktionen besitzen sollte. Gemeinsam mit der Universität von British Columbia, Image Power und der ISO wurde das Format entwickelt, das Ende 2000 vollendet und am 2. Januar 2001 von der ISO als Standard festgelegt wurde.
Alle Vorteile die das JPEG Format hat, sind auch im JPEG 2000 Format nutzbar.
Bei JPEG 2000 hat man es dem PNG-Formt gleich getan und die Unterstützung von bis zu 16 Bit Tiefe pro Farbkanal eingebaut. Das heißt es unterstützt bis zu 65536 Graustufen oder 281 Billionen Farben. Es sind nun bedeutend mehr Optionen der Farbtiefe möglich als nur die 3 beim JPEG.
Der Komprimierungsalgorithmus im JPEG 2000 erlaubt es nun verlustfrei zu komprimieren. Es ist möglich "Regions of Interest" zu definieren und Wasserzeichen einzubauen. Es werden Resync Marker eingesetzt. Der progressive Bildaufbau ist nicht mehr nur möglich sonder fest implementiert. Die Grenze der Auflösung vom JPEG wurde überschritten.
Verlustfrei komprimieren
Es gibt nun einen stufenlosen Übergang
von verlustfreier zu verlustbehafteter Komprimierung. Damit ist es auch möglich
JPEG 2000 als Zwischenspeicherformat zu nehmen. JPEG war dafür ungeeignet, da
bei jedem Lade- / Speicherzyklus immer mehr Informationen verloren gehen. Wenn
man ein JPEG 2000 verlustfrei speichert, ist dies nicht der Fall.
Regions of Interest
Eine der interessantesten Neuerungen ist die
Möglichkeit zur Definition von Regions of Interests, also Bildregionen von hohem
Interesse. Wählt man einen solchen Bereich aus, wird dieser weniger stark als
der Rest des Bildes komprimiert und hat somit eine bessere Bildqualität. Damit
kann man Bilder qualitativ individueller gestalten und somit die subjektive
Bildqualität noch weiter verbessern.
Wasserzeichen
Wenn man sich vor unerlaubten Kopieren der selbst
erstellten Bilder schützen möchte, kann man Wasserzeichen hinzufügen. Ein Wasserzeichen
bettet sichtbar oder unsichtbar Textinformationen in das Bild ein, die von bestimmten
Programmen wieder ausgelesen werden können. Man kann nicht ohne weiteres Wasserzeichen
aus Bildern entfernen.
Resync Marker
Mit dem Einsatz von Resync Markern wird die Fehlertoleranz
und Fehlerkorrektur in JPEG 2000 verbessert. Falls es z.B. zum Abriss der Datenübertragung
kommt, ist es so einfacher möglich Daten an bereits vorhandene anzusetzen. Wer
kennt nicht das Problem, dass, wenn auch nur eine einzige Stelle in einem JPEG
kaputt ist, das Bild nicht mehr ordentlich geladen werden kann, da auch alle
Bildinformationen nach dem Fehler betroffen sind. Dies ist bei JPEG 2000 nicht
mehr ganz so verheerend.
Der Hauptgrund der Verbesserung der Kompression bei JPEG 2000 ist, dass statt
der DCT die Wavelet-Technologie verwendet wird.
Die Unterschiedlichen Bestandteile
eines Bildes werden durch Frequenzen dargestellt. Wavelets beschreiben Umwandlungs-Funktionen,
wie schnell sich Bildgegebenheiten ändern.
Es können keine Blockbildungen
oder Fenstereffekte bei starker Kompression entstehen, da hier keine Pixelblöcke
bei der Kompression verwendet werden müssen. Es werden unendliche Funktionen
auf endliche Bildbereiche angewandt. Diese Funktionen können viel besser als
DCT harte Kanten und abrupte Übergänge beschreiben. Je nach Bildgegebenheiten
werden mehr oder weniger Daten bei der Kompression verwendet.
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