Formatos de Imágenes: JPEG 2000

jp2 video

A lo largo de la historia, la tecnología ha sido un baluarte fundamental en el desarrollo de la sociedad actual. A nivel de codificación digital uno de los estándares utilizados en el JPEG 2000 también conocido como Jp2 y donde deriva nuestro nombre, aunque nuestro nombre de Jp2 video y fotografía tienen que ver con Juan Pablo II Producciones, queremos mostrarte lo que es el formato JPEG 2000, sus inicios, características fundamentales y sus usos.




¿Que es JPEG 2000?

De Shlomital - Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=891510
De Shlomital – Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=891510

Básicamente el formato JPEG 2000 es un estándar de compresión y codificación digital de imágenes que fue creado por el Joint Photographic Experts Group (Grupo Conjunto de Expertos en Fotografía o JPEG), en el año 2000 con la intención de sustituir el formato original creado en 1992. El nuevo formato se basa en la transformada wavelet, en lugar de la transformada de coseno discreta establecida para el estándar original. La extensión o mejor dicho la nomenclatura de los archivos en formato JPEG 2000 es .jp2.

Este puede trabajar con niveles de compresión mayores que los de JPEG sin incurrir en los principales defectos del formato anterior con altas tasas de compresión: generación de bloques uniformes y aspecto borroso. También se adapta mejor a la carga progresiva de las imágenes. Sus principales desventajas están en que tiende a emborronar más la imagen que JPEG, incluso para un mismo tamaño de archivo (pero sin formar bloques), y que elimina algunos detalles pequeños y texturas, que el formato JPEG normal sí llega a representar.

Parte de JPEG 2000 ha sido publicada como una norma ISO, ISO/IEC 15444-1:2000. Actualmente JPEG 2000 no está ampliamente admitido por los programas de visualización de páginas web. En algunos navegadores, los diseñadores no tienen intención de incluirlo debido a su escaso uso y gran número de patentes que tiene. De todas formas, existen muchas extensiones que dan soporte, que opcionalmente pueden ser instaladas por el usuario. Un navegador con soporte para este formato es Konqueror.

Características principales del estándar JPEG 2000.

    • Rendimiento superior de compresión: A altas tasas de bits, JPEG-2000 dispone de una pequeña ventaja de fidelidad sobre JPEG. A tasas de bits más bajas (por ejemplo, menos de 0,25 bits/pixel para imágenes en escala de grises), jp2 tiene una ventaja mucho más significativa que determinados modos de JPEG. Las ganancias de compresión JPEG se atribuyen al uso de la transformada wavelet discreta y a un sistema más sofisticado de codificación de la entropía.
    • Representación de resolución múltiple: JPEG 2000 descompone la imagen en una representación de resolución múltiple durante el proceso de compresión. Esta descomposición puede emplearse para otros propósitos más allá de la compresión de la imagen.




  • Transmisión progresiva de precisión por píxel y resolución, comúnmente llamada decodificación progresiva: JPEG 2000jp2 video proporciona organizaciones de flujos de datos eficientes, que son progresivos por precisión de píxel y resolución de imagen (o por tamaño de imagen). De esta manera, el espectador puede ver una versión de menor calidad de la imagen final, aún antes de que el contenido completo del archivo haya sido recibido. Según progresa la descarga del archivo, la calidad visual va mejorando progresivamente. El estándar JPEG 1992 también tiene una característica de transmisión progresiva pero es raramente utilizada.
  • Compresión sin pérdidas y con pérdidas: Al igual que JPEG 1992, el estándar JPEG 2000 dispone de una única arquitectura de compresión que ofrece ambas alternativas. La compresión sin pérdida en JPEG 2000 se basa en el uso de una transformada wavelet entero-a-entero reversible.
  • Acceso y procesamiento aleatorio del flujo de código, referido a la región de interés (ROI): Los flujos de código del JPEG 2000 ofrecen diversos mecanismos de acceso espacial aleatorio o a regiones de interés, con varios grados de granularidad. De esta manera es posible almacenar diferentes partes de la misma imagen con diferente calidad.
  • Capacidad de recuperación de errores: Al igual que JPEG 1992, JPEG 2000 es robusto a errores, debido a la codificación de datos en bloques independientes relativamente pequeños.
  • Formato de archivo flexible: Los formatos de archivo .jp2 y .jpx permiten manipular la información del espacio de color y los metadatos, además de facilitar la interoperabilidad en aplicaciones de red.
  • Canal de información espacial adicional: permite almacenar los valores de transparencia o del canal alfa.

Aplicaciones del formato JP2

Debido al incremento de complejidad de este estándar respecto del anterior, su uso es poco frecuente en aplicaciones en las que el formato JPEG original se desempeña bien. Sin embargo, su uso es adecuado para aplicaciones que requieren mayor calidad de imagen o menor bitrate, o que requieran alguna de sus funcionalidades añadidas. Algunos mercados y aplicaciones destinados a ser servidos por esta norma son los siguientes:

    • Aplicaciones de consumo cotidiano tales como dispositivos multimedia: cámaras digitales, PDAs, teléfonos móviles fax, impresoras, escáner…
    • Almacenamiento y distribución de grandes repositorios de imágenes.
    • Grabación, edición y almacenamiento de video a partir de imágenes fijas en alta definición / cine digital.
    • Imágenes médicas, especialmente las especificaciones DICOM para el intercambio de datos médicos.
    • Sistemas de información geográfica mediante imágenes satelitales de alta definición.
    • JPEG 2000 tiene un diseño común con el formato de compresión de imágenes ICER, que se utiliza para transmitir las imágenes de la misión Mars Exploration Rover.
    • La Organización Meteorológica Mundial ha incluido la compresión JPEG 2000 en el nuevo formato de archivos GRIB2. El formato GRIB está diseñado para la distribución mundial de datos meteorológicos. La aplicación de la compresión JPEG 2000 en GRIB2 ha reducido tamaño de los archivos hasta un 80% respecto de la versión anterior.




Comparación con su competidor mas cercano PNG

Si bien JPEG 2000 admite compresión sin pérdida, no está diseñado para reemplazar el formato PNG, que es uno de los más utilizados en la actualidad para este fin. PNG soporta algunas características, como la transparencia, que no están disponibles en JPEG 2000. Por las cuestiones inherentes a la compresión sin pérdida, de la cual PNG tiene mejor soporte y funcionalidad, éste resulta como una mejor opción si lo deseado es almacenar fielmente y sin pérdidas la imagen original.

Conclusión final:

Actualmente este formato no es muy utilizado por la complejidad y regulaciones que tiene, por ende es más utilizado el formato JPEG. JPEG 2000 no está ampliamente admitido por los navegadores actuales por el peligro que desempeñan las patentes de software en el método de compresión matemático; esta área de matemáticas está empezando a ser muy patentado en general. JPEG 2000 no es por sí mismo una licencia libre, pero las compañías y organizaciones contribuyentes acordaron que las licencias para la primera parte — el corazón del sistema de codificación — pueden ser obtenidas libres de cargo desde todos los contribuidores.

El comité JPEG ha establecido que siempre ha sido un objetivo importante que sus estándares puedan ser implementados acordes con la línea general de no pagar Regalías (royalties) ni licencias… El próximo estándar JPEG 2000 ha sido preparado acorde con esa idea, y el acuerdo alcanzado con otras 20 grandes organizaciones que mantienen muchas patentes en esta área para permitir el uso de su propiedad intelectual en conexión con el estándar sin pagar licencias o regalías. También dice que es posible que otras compañías o particulares puedan reclamar derechos de propiedad intelectual que afecten a implementaciones del estándar, y muchos desarrolladores tienen que realizar sus propias búsquedas e investigaciones en esta área.

Debido a esta declaración, la controversia se mantiene en la comunidad de software sobre la condición jurídica del estándar JPEG 2000; a diferencia de la mayoría de las distribuciones basadas en GNU/Linux en las cuales la licencia libre está incluida.


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