JPEG XT
JPEG XT
開発者合同写真専門家グループ
初回リリース2015年6月8日 （2015年6月8日）
フォーマットの種類非可逆および 可逆画像形式
標準ISO/IEC 18477
Webサイトwww.jpeg.org/jpegxt/​​​​

JPEG XT (ISO/IEC 18477) は、基本JPEG標準 (ISO/IEC 10918-1 および ITU Rec. T.81) の下位互換性のある拡張機能を規定する画像圧縮標準です。

JPEG XTは、JPEGを拡張し、より高い整数ビット深度、高ダイナミックレンジ画像処理と浮動小数点符号化、ロスレス符号化、アルファチャンネル符号化、そしてJFIFに基づく拡張可能なファイル形式をサポートします。また、リファレンスソフトウェア実装と適合性テスト仕様も含まれています。

JPEG XT拡張機能は、基本JPEG/JFIFファイル形式と下位互換性があります。既存のソフトウェアは上位互換性があり、JPEG XTバイナリストリームを読み取ることができますが、基本8ビットの非可逆画像のみをデコードします。[ 1 ]

JPEG XT規格

JPEG規格は正式には「情報技術 - 連続階調静止画像のスケーラブル圧縮および符号化」と称されます。ISO/IEC 18477は、以下の部分で構成されています。

JPEG XT スケーラブル圧縮および連続階調静止画像の符号化 - パート
一部最初の公開日ISO/IEC番号ITU番号正式なタイトル
パート12015-06ISO/IEC 18477-1コアコーディングシステム仕様
パート22016年7月ISO/IEC 18477-2高ダイナミックレンジ画像の符号化
パート32015-12ISO/IEC 18477-3Boxファイル形式
パート42017年10月ISO/IEC 18477-4適合性テスト
パート52018年3月ISO/IEC 18477-5リファレンスソフトウェア
パート62016年2月ISO/IEC 18477-6IDR 整数符号化
パート72017年5月ISO/IEC 18477-7HDR浮動小数点符号化
パート82016年10月ISO/IEC 18477-8ロスレスおよびニアロスレス符号化
パート92016年10月ISO/IEC 18477-9アルファチャンネルコーディング

概要

この規格の中核となるパート1は、ISO/IEC 10918-1（基本フォーマット）、10918-5 JPEGファイル交換フォーマット（JFIF）、10918-6（印刷アプリケーション）など、現在広く使用されているJPEG仕様を定義しています。JPEG符号化モードをベースライン、シーケンシャル、プログレッシブ・ハフマンに限定し、 YCbCrクロマサブサンプリングを用いたRec. 601色空間変換のJFIF定義を含んでいます。[ 2 ] [ 1 ]最初の仕様は、ドイツのトーマス・リヒター、ベルギーのティム・ブリュランツとピーター・シェルケンス、そしてスイス系イラン人エンジニアのトゥラジ・エブラヒミによって作成されました。[ 2 ]

Part 3 Boxファイル形式は、JFIFと下位互換性のある拡張可能な形式を定義します。拡張機能は「ボックス」に基づいています。これは、アプリケーションマーカー11（「APP11」）でタグ付けされた64KBのチャンクで、拡張データレイヤーと、それらを基本8ビットレイヤーと組み合わせてフル精度画像を形成する方法を記述した追加のバイナリメタデータが含まれています。[ 3 ] Part 3は、 JPEG 2000で使用されるISOベースのメディアファイル形式に基づいています。同様の構成は、 Dolby Labsの以前のJPEG-HDR形式でも採用されており、JPEG XT Part 2で標準化されています。[ 2 ]

パート7には、フル精度画像とガンマ補正トーンマッピングされた8ビットベース画像レイヤーからエンハンスメント画像レイヤーを生成する浮動小数点HDRコーディングツールが含まれています。これらのツールは、複数回の露光によるハイダイナミックレンジ画像や、線形16ビット整数精度を超えるコンピュータ生成画像を対象としています。 [ 2 ]

HDR画像を再構成するための3つの主要なアルゴリズムが定義されています。プロファイルAは、ベースレイヤーの逆トーンマッピングに共通対数スケール係数を使用します。プロファイルBは、共通露出値でスケーリングされた除数画像拡張レイヤーを使用します。プロファイルCはプロファイルAに似ていますが、コンポーネントごとのスケーリング係数と区分線形関数による対数空間を使用し、ロスレスエンコードを可能にします。プロファイルAはRadiance RGBE画像形式[ 2 ]に基づいており、プロファイルBはTrellis ManagementのXDepth形式に基づいています。[ 4 ]

プロファイルDは、エンハンスメント画像を生成しないシンプルなアルゴリズムを採用しています。エンハンスメントレイヤーは、離散コサイン変換（DCT）転送係数の拡張精度を格納するために使用され、非ガンマ転送関数を適用してダイナミックレンジを12ビットに拡張します。従来のデコーダーは新しいEOTF曲線を理解できず、彩度不足の色を生成するため、後方互換性は限られています。[ 2 ]プロファイルDはリファレンスソフトウェアには実装されていません。

JPEG XTでは、コードストリーム内で異なるプロファイルの様々な要素を混在させることが可能であり、すべてのプロファイル（「フルプロファイル」）で拡張DCT精度とロスレスエンコードが可能になります。[ 1 ]

パート6「中間ダイナミックレンジ（IDR）画像の整数符号化」は、 RAWセンサーデータに典型的な9～16ビットの整数サンプルを符号化するための拡張であり、その符号化ツールはパート7プロファイルCと同一である。[ 2 ]

パート2は、ドルビーのJPEG-HDRフォーマットに基づいたHDRイメージングの実装を定義しています。[ 5 ]パート7プロファイルAで定義されたRGBE画像フォーマットを使用し、整数と浮動小数点サンプルの両方をサポートしています。ファイル形式はパート3に基づいていますが、独自のテキストベースのメタデータ構文を使用しています。[ 2 ]

パート8ロスレス符号化は、パート7プロファイルCに基づく整数および浮動小数点符号化の拡張であり、スケーラブルなロスレス圧縮からロスレス圧縮を可能にする。10ビットおよび12ビット精度の場合、ロスレス整数-整数DCTが使用され、各回転空間が3つのせん断に置き換えられる（JPEG2000のウェーブレット変換に類似）。16ビット精度の場合、ロスのある固定小数点DCT近似が標準で指定されており、デコーダーに実装することが要求される。これにより、エンコーダーは符号化エラーを予測して拡張レイヤーに格納し、ロスレス再構成を可能にする。拡張レイヤーのエラー残差は、圧縮されないか、ロスレス整数-整数DCTで圧縮される。[ 1 ]パート8の圧縮および画質性能はPNGに匹敵する。[ 2 ] [ 3 ]

パート9 アルファチャンネル拡張は、透明画像および任意形状画像の非可逆符号化および可逆符号化を可能にします。整数または浮動小数点精度でエンコードされた不透明度（透明度）レイヤーと、コンテンツがアルファで事前乗算されているか、事前乗算されて背景色とブレンドされているかを指定するメタデータを使用します。[ 1 ] [ 2 ]

将来的には、プライバシー保護とセキュリティの拡張機能により、画像のプライベート領域（または画像全体）を低解像度でエンコードし、デジタル暗号化された拡張レイヤーを用いて、プライベート復号鍵を持つ人だけがフル解像度の画像を復元できるようになる。鍵を持たない人は、公開領域のみを閲覧できる。[ 1 ] [ 2 ]

JPEG-HDR

JPEG XT Part 2 HDRコーディングは、ドルビーJPEG-HDRフォーマット[ 5 ]に基づいています。このフォーマットは、 2005年にブライトサイド・テクノロジーズのグレッグ・ワード氏[ 6 ]とウォルト・ディズニー・フィーチャー・アニメーションのメアリーアン・シモンズ氏によって、標準JPEGファイル内にハイダイナミックレンジ画像を保存する方法として開発されました。ブライトサイド・テクノロジーズは2007年に ドルビーラボラトリーズに買収されました。

画像のエンコードは、 Radianceレンダラーで使用される2層RGBE画像形式に基づいています。RadianceレンダラーとRadianceレンダラーはどちらもWardによって開発されました。ファイルサイズの削減は、まず画像をトーンマップされたバージョンに変換し、次に再構成乗算画像を同じJPEG/JFIFファイル内のAPP11マーカーに格納することで実現されています。一般的な表示ソフトウェアでは乗算画像が無視されるため、誰でも標準的なダイナミックレンジと色域で表示されたトーンマップされたバージョンを見ることができます。

JPEG-HDRファイル形式はJPEG XT Part 3 Boxファイル形式に似ていますが、テキストベースのメタデータを使用します。[ 2 ]

JPEG-HDRをサポートするプログラムには、Greg WardのPhotosphere [ 7 ]やpfstools [ 8 ]などがあります。

リファレンスソフトウェア

libjpeg
開発者トーマス・リヒター/JPEG 参照 AhG
初回リリース2012年7月27日 （2012年7月27日）
安定版リリース
1.65 / 2023年2月21日 ( 2023-02-21 )
ライセンスGNU GPLv3 ; ISO
Webサイトgithub .com /thorfdbg /libjpeg

ISO/IEC Joint Photography Experts Groupは、ベースJPEG（ISO/IEC 10918-1および18477-1）、JPEG XT拡張（ISO/IEC 18477 Parts 2および6-9）、そしてJPEG-LS（ISO/IEC 14495）の参照ソフトウェア実装を維持管理しています。JPEG-LS、算術符号化、およびmozjpegのような階層的プログレッシブ符号化器を除いた縮小版は、ISOライセンスの下で利用可能です。[ 9 ] ICIPグランドチャレンジへの参加者として、著者は「強化版JPEG」として知られる既存のJPEG最適化技術もライブラリに組み込んでいます。[ 10 ]

ソフトウェア JPEG-HDR エンコーダは Dolby Labs によって提供され、JPEG XT Part 7 Profile B ソフトウェアは XDepth/Trellis Management によって提供され、残りのすべての部分の実装はシュトゥットガルト大学によって提供されました。

参照

参考文献

  1. ^ a b c d e f Thomas Richter; Alessandro Artusi; Touradj Ebrahimi (2016). 「JPEG XT: JPEG後方互換性のある新しい標準規格群」(PDF) . IEEE MultiMedia . 23 (2016年7月/9月): 80– 88. doi : 10.1109/MMUL.2016.49 .
  2. ^ a b c d e f g h i j k l Thomas Richter, Tim Bruylants, Peter Schelkens, Touradj Ebrahimi (2015年9月22日). JPEG XT規格群：現状と将来計画Archived 2017-08-09 at the Wayback Machine
  3. ^ a bアレッサンドロ・アルトゥージ、ラファル・K・マンティウク、トーマス・リヒター、パーベル・コルシュノフ、フィリップ・ハンハルト、トゥラジ・エブラヒミ、マッシミリアーノ・アゴスティネッリ。JPEG XT: HDR および WCG 画像の圧縮規格 (規格の概要)
  4. ^ Artusi, Alessandro; Mantiuk, Rafał K.; Richter, Thomas; Hanhart, Philippe; Korshunov, Pavel; Agostinelli, Massimiliano; Ten, Arkady; Ebrahimi, Touradj (2015-12-19). 「JPEG XT HDR画像圧縮規格の概要と評価」 . Journal of Real-Time Image Processing . 16 (2): 413– 428. doi : 10.1007/s11554-015-0547-x . ISSN 1861-8200 . S2CID 14247192 .  
  5. ^ a b「ドルビーでホームエンターテイメントを発見」。
  6. ^ 「Gregory Ward Larson の OutBox ページ」。
  7. ^ 「Anyhere Software」 . anyhere.com .
  8. ^ 「pfstools について」 . pfstools.sourceforge.net .
  9. ^ 「Jpeg - Jpeg Xt」。
  10. ^ Richter, Thomas (2016年9月). 「JPEG on STEROIDS: JPEG画像圧縮における共通最適化手法」. 2016 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP) . pp.  61– 65. doi : 10.1109/ICIP.2016.7532319 . ISBN 978-1-4673-9961-6. S2CID  14922251 .

出版物

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