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AVS2 (Subject) / JPEG-2000 (Lesson)
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- JPEG-2000 - deutlich komplexer als JPEG(10 Facher Rechenaufwand) -> JPEG nur ergänzen - identisch mit JPEG, bessere Qualität bei <0,25 Bit/Pixel - Unterstützt: medizinische Bilder, natürliche Bilder, computergenerierte Bilder, Dokumente mit Bild und Text, S/W Bilder, Grauwert und Farbbilder
- Funktionalität Encoder-Einstellungen - verlustfrei, verlustbehaftet - Zerlegung in Teilbilder - Quantisierung Decoder-Möglichkeiten - Auflösung - Qualität - Teilrate - keine Farbrücktransformation
- Anwendungsmöglichkeiten - Medizin (verlustlose Codierung) - digitale Kameras (begrenzter Speicherplatz, Ratenkontrolle) - Archivierung (einmalige Encodierung und Speicherung auf Server) - Internet (bessere Kompression bei geringeren Raten) - Digital Cinema Initiative (DCI) - Vereinigung großer Filmstudios - DCI-Standard bei 2K/4K Filmmaterial -> Raten 113-129 Gbyte/h für Bild und Ton
- Bild, Komponenten und Kacheln - Bild besteht aus 16.384 Komponenten (Matrix von Abtastwerten) - Komponenten können andere räumliche Auflösungen haben - JPEG2000 verarbeitet Bildkacheln(Tiles) Vorverarbeitung 1. Tiling (Aufteilen in Kacheln) 2. Level Offset (Verschiebung der Kacheln) 3. Multi-Component Transform(Umwandlung in YCbCr)
- Wavelet-Transformation - große Kompressionsraten zeigen DCT-Techniken blockartige Bildfehler -> WT hat keine Blöcke -> keine Bildfehler - WT kann besser an das menschliche visuelle System adaptiert werden, daher Bildfehler weniger störend - Vorteile: Vorteilhafte Zerlegung der Zeit-/ Frequenzebene, Mehrfachauflösung, Begrenztheit der Basisfunktion
- Quantisierung 5/3-Wavelet-Transformation - verlustfrei -> Quantisierung wird übergangen 9/7-Wavelet-Transformation - Rundung der Koeffizienten auf Ganzzahl-Werte (Gleichförmige Quantisierung mit "Todeszone")
- EBCOT - 2-Stufige Codierungsstrategie: T1T2 T1 - Zerlegeung jedes Teilbandes jeder Kachel - unabhängige Codierung durch kontext gesteuerten Encoder - Ergebnis: für jeden Codeblock wird ein Bitstrom erzeugt, der an meheren Stellen abgeschnitten werden kann T2 - Entscheidet wo codierte Daten abgeschnitten werden und wie in Layer sortiert werden - Packets bilden kleinste Einheit in Bitstromn - Packets geben Möglichkeit, nachträglich Bitstrom zu arrangieren Warum - keine Blockartefakte - bei Beschädigung nur kleine Bereiche betroffen - hohe Kompressionseffizienz - wahlfreier Zugriff - Parallelisierung möglich
- Coding Passes 1. Signicance Propagation Pass - zuerst Bits insignifikanter Koeffizienten mit signifikanten Nachbarn codiert 2. Magnitude Refinement Pass - Refinement Bits codiert 3. Cleanup Pass - Koeffizienten ohne signifikante Nachbarn werden codiert -> im verlustlosen Modus keine Bitebene weglassen
- Packets - fasst Durchläufe aller Codeblöcke in eine unteilbare Einheit - JPEG2000 schreibt nicht vor, wie Pakete gebildet werden - d.h. Pakete fast willkürlich in Bitstrom angeordnet -> viele Freiheiten für Encoder und Bild-Server - Pakete sind Schlüssel für Qualitäts-Skalierbarkeit -> niedrige Datenraten = starke Bildfehler
- Skalierbarkeit - unterschiedlich, da Variation der Übertragungs- bzw. Speicherreihenfolge -> JPEG2000 ermöglicht Umorganisation des Bitstroms
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- Region-of-Interest-Codierung - eine/mehrere Regionen können mit höherer Qualität als der Rest des Bildes codiert werden - ROI-Bereiche werden durch Masken beschrieben