JPEG 2000

JPEG 2000
JPEG 2000とオリジナルのJPEG形式の比較
ファイル名拡張子
.jp2、、、、、、、、、、.j2k​.jpf​.jpm​.jpg2​.j2c​.jpc​.jpx​.mj2
インターネットメディアの種類
image/jp2、、、、image/jpx​image/jpm​video/mj2
統一型識別子（UTI）public.jpeg-2000
魔法の数字00 00 00 0C 6A 50 20 20 0D 0A 87 0A/FF 4F FF 51
開発者合同写真専門家グループ
フォーマットの種類グラフィックファイル形式
延長JPEG
標準ISO/IEC 15444
オープンフォーマット?はい
フリーフォーマット?§ 法的地位を参照
Webサイトjpeg.org/jpeg2000/

JPEG 2000（JP2）は、画像圧縮規格および符号化方式である。1997年から2000年にかけて、Touradj Ebrahimi（後のJPEG会長）が議長を務める合同写真専門家グループ委員会によって開発された。 [1]その目的は、離散コサイン変換（DCT）に基づくオリジナルのJPEG規格（1992年作成）を、新たに設計されたウェーブレットベースの方式に置き換えることであった。標準化されたファイル名拡張子は、 ISO / IEC 15444-1準拠ファイルの場合は「.jp2」 、 ISO/IEC 15444-2として公開された拡張パート2仕様の場合は.jpxまたは.jpfである。JPEG 2000のMIMEタイプはRFC 3745で定義される。 [2] JPEG 2000（ISO/IEC 15444-1）のMIMEタイプはimage/jp2である。

JPEG 2000プロジェクトの発端は、リコーが1995年にJPEG LSの標準化活動にCREW（Compression with Reversible Embedded Wavelets）アルゴリズム[3] [4]を提出したことである。最終的にLOCO - IアルゴリズムがJPEG LSのベースとして採用されたが、CREWの機能の多くはJPEG 2000規格に採用された。[5]

JPEG 2000コードストリームは、空間ランダムアクセスまたは様々な粒度での関心領域アクセスをサポートする複数のメカニズムを備えた関心領域です。同じ画像の異なる部分を異なる品質で保存することが可能です。

JPEG 2000は、離散ウェーブレット変換（DWT）に基づく圧縮規格です。この規格は、Motion JPEG 2000拡張機能を用いることで、動画圧縮にも適用できます。JPEG 2000技術は、 2004年にデジタルシネマのビデオ符号化規格として選定されました。[6]しかし、 2024年現在、JPEG 2000はWebページ用のWebブラウザでは一般的にサポートされておらず、そのためWorld Wide Webでは一般的に使用されていません。ただし、PDFをサポートしているブラウザでは、PDFでJPEG 2000をサポートすることが一般的です。

埋め込みメタデータやアクセス制御をサポートしない基本的な画像圧縮機能しか備えていない従来の.jpg形式とは異なり、JPEG 2000では.jp2や.jpfなどの高度なコンテナオプションが導入されています。これらの中で、.jpf拡張子ははるかに強力で拡張性の高いフレームワークを提供します。高忠実度ウェーブレット圧縮、レイヤー化およびタイル化された画像構造、関心領域エンコーディング、JPEG 2000インタラクティブプロトコル（JPIP）によるリモートストリーミングをサポートしています。重要なのは、.jpf形式では機械可読な同意フラグ、安全な顔ハッシュ、暗号署名を埋め込むことができ、視覚データへの時間制限付きで取り消し可能なアクセスが可能になることです。これらの機能により、ディープフェイクや不正なAIモデルトレーニングの時代に、JPFはプライバシーを尊重したメディア交換の有力候補となっています。[7]

設計目標

JPEG 2000はJPEGに比べて圧縮性能がわずかに向上しますが、JPEG 2000の最大の利点はコードストリームの優れた柔軟性です。JPEG 2000で画像を圧縮して得られるコードストリームは本質的にスケーラブルであり、様々な方法でデコードできます。例えば、コードストリームを任意の時点で切り捨てることで、より低い解像度、つまり信号対雑音比での画像表現を得ることができます（スケーラブル圧縮を参照）。コードストリームを様々な方法で順序付けることで、アプリケーションは大幅な性能向上を実現できます。しかし、この柔軟性の結果として、JPEG 2000では複雑で計算負荷の高いコーデックが必要になります。 JPEG と比較した場合のもう 1 つの違いは、視覚的なアーティファクトの点です。JPEG 2000 は、画像のエッジ付近のぼやけやリングとして現れるリンギング アーティファクトのみを生成しますが、JPEG は8×8 ブロックのため、リンギング アーティファクトと「ブロッキング」アーティファクトの両方を生成します。

JPEG 2000はISO規格ISO/IEC 15444として公開されている。この規格のすべての文書を入手するための費用は、2015年時点で2,718スイスフラン（ 2,720米ドル）と見積もられている。 [8] 

アプリケーション

この規格の対象となる主な市場とアプリケーションは次のとおりです。

  • マルチメディアデバイス（デジタルカメラ、パーソナルデジタルアシスタント、3G携帯電話、カラーファクシミリ、プリンター、スキャナーなど）などの消費者向けアプリケーション
  • クライアント/サーバー通信（例：インターネット、画像データベース、ビデオストリーミング、ビデオサーバー）
  • 軍事/監視（例：HD衛星画像、モーション検出、ネットワーク配信およびストレージ）
  • 医用画像、具体的には医療データ交換用のDICOM仕様。
  • 生体認証
  • リモートセンシング
  • 高品質のフレームベースのビデオ録画、編集、保存。
  • テレビ局スタジオにリンクされたスポーツイベントのライブHDTVフィードなどのライブHDTVフィード提供（低伝送遅延のIフレームのみのビデオ圧縮）
  • デジタルシネマ（デジタルシネマパッケージなど）
  • 長期デジタル保存のためのデジタル化されたオーディオビジュアルコンテンツと画像
  • 世界気象機関（WMO）は、新しいGRIB2ファイル形式にJPEG 2000圧縮技術を組み込みました。GRIBファイル構造は、気象データのグローバル配信を目的として設計されています。GRIB2にJPEG 2000圧縮技術を組み込むことで、ファイルサイズが最大80%削減されました。[9]

1992年のJPEG標準からの改良

JPEG 2000圧縮によるアーティファクトの徹底的なデモンストレーション。数字は圧縮率を示しています。

多重解像度表現

JPEG 2000は、圧縮処理の過程で画像を複数の解像度表現に分解します。このピラミッド表現は、圧縮以外の画像表示にも利用できます。

ピクセルと解像度の精度によるプログレッシブ伝送

これらの機能は、一般的にプログレッシブデコードと信号対雑音比（SNR）スケーラビリティとして知られています。JPEG 2000は、ピクセル精度と画像解像度（または画像サイズ）に応じて段階的に変化する効率的なコードストリーム構成を提供します。これにより、視聴者はファイル全体がダウンロードされる前に、最終画像の低画質バージョンを見ることができます。ソースからダウンロードされるデータが増えるにつれて、画質は徐々に向上します。

ロスレス圧縮またはロッシー圧縮の選択

ロスレスJPEG規格[10]と同様に、 JPEG 2000規格は単一の圧縮アーキテクチャでロスレス圧縮とロッシー圧縮の両方を提供します。JPEG 2000では、ロスレス圧縮は可逆整数ウェーブレット変換を用いて実現されます。

エラー耐性

JPEG 1992 と同様に、JPEG 2000 は、比較的小さな独立したブロックでデータをコーディングするため、ノイズの多い通信チャネルによって発生するビット エラーに対して堅牢です。

柔軟なファイル形式

JP2 および JPX ファイル形式では、JPEG Part 9 JPIP プロトコルで開発されたカラー スペース情報やメタデータの処理、およびネットワーク アプリケーションでのインタラクティブ性が可能になります。

ハイダイナミックレンジサポート

JPEG 2000は、1コンポーネントあたり1～38ビットのビット深度をサポートします。サポートされる色空間は、モノクロ、3種類のYCbCr、sRGB、PhotoYCC 、CMY(K)、YCCK、CIELabです。また、後にCIEJab ( CIECAM02 )、e-sRGB、ROMM、YPbPrなどの色空間もサポートされました。 [11]

サイドチャネル空間情報

透明度とアルファプレーンを完全にサポートします。[12] [13]

JPEG 2000画像符号化システム – 部品

JPEG 2000 画像コーディング システム (ISO/IEC 15444) は、次の部分で構成されています。

JPEG 2000画像符号化システム – パート[14] [15]
一部番号公開日最新の
改正
同一の
ITU-T
規格		タイトル説明
初版
​		最新
版
パート1ISO/IEC 15444-120002024T.800コアコーディングシステムJPEG 2000圧縮（ .jp2）の基本的な特性
パート2ISO/IEC 15444-220042023年[16]T.801拡張機能（.jpx、.jpf、浮動小数点）
パート3ISO/IEC 15444-3200220072010年[17]T.802モーションJPEG 2000（.mj2）
パート4ISO/IEC 15444-420022024T.803適合性テスト
パート5ISO/IEC 15444-520032021年[18]T.804リファレンスソフトウェアJavaおよびC実装
パート6ISO/IEC 15444-620032013T.805複合画像ファイル形式( .jpm ) 例: ドキュメントイメージング、プリプレスおよびファックスのようなアプリケーション用
パート7放棄された[14]ISO/IEC 15444-1の最小サポート機能ガイドライン[19]（最小支援機能に関する技術報告書[20]）
パート8ISO/IEC 15444-820072023年[21]T.807セキュアJPEG 2000JPSEC（セキュリティ面）
パート9ISO/IEC 15444-920052023年[22]T.808インタラクティブツール、API、プロトコルJPIP（インタラクティブプロトコルとAPI）
パート10ISO/IEC 15444-1020082011年[23]T.8093次元データの拡張JP3D（ボリュームイメージング）
パート11ISO/IEC 15444-11200720072013年[24]T.810無線JPWL（ワイヤレスアプリケーション）
パート12ISO/IEC 15444-12
（2017年に廃止）		20042015年[25]ISOベースのメディアファイル形式
パート13ISO/IEC 15444-1320082008年[26]T.812エントリーレベルのJPEG 2000エンコーダ
パート14ISO/IEC 15444-142013年[27]T.813XML表現と参照JPXML [28]
パート15ISO/IEC 15444-1520192019T.814高スループットJPEG 2000HTJ2K および JPH ファイル形式
パート16ISO/IEC 15444-1620192025T.815JPEG 2000 画像を ISO/IEC 14496-12 に拡張カプセル化ヘイフ

技術的な議論

JPEG 2000 の目的は、JPEG よりも圧縮性能を向上させるだけでなく、スケーラビリティや編集機能などの機能を追加 (または向上) することです。JPEG 2000 の圧縮性能は、元の JPEG 標準に比べて実際にはかなり向上しており、通常は設計を評価する際に主な考慮事項にはなりません。JPEG 2000 では、非常に低い圧縮率と非常に高い圧縮率がサポートされています。非常に広い範囲の有効ビット レートを処理できる設計能力は、JPEG 2000 の強みの 1 つです。たとえば、画像のビット数を一定量以下に減らす場合、最初の JPEG 標準では、入力画像をエンコードする前に解像度を下げることが推奨されました。JPEG 2000 では、この処理は不要です。JPEG 2000 では、マルチ解像度分解構造によって既にこの処理が自動的に行われているためです。次のセクションでは、JPEG 2000 のアルゴリズムについて説明します。

オランダ王立図書館によると、「現在のJP2フォーマット仕様では、ICCプロファイルのサポートやグリッド解像度情報の取り扱いに関して、複数の解釈の余地が残されている」とのことです。[29]

色成分変換

まず、画像をRGBカラースペースから別のカラースペースに変換する必要があり、その結果、3つのコンポーネントが別々に処理されます。2つの選択肢があります。

  1. 不可逆色変換（ICT）は、よく知られているBT.601 YC B C R色空間を使用します。この変換は浮動小数点または固定小数点で実装する必要があり、丸め誤差が生じるため、「不可逆」と呼ばれます。ICTは9/7ウェーブレット変換でのみ使用できます。
  2. 可逆カラー変換（RCT）は、量子化誤差が生じない修正YUVカラースペース（YC G C Oとほぼ同じ）を使用するため、完全に可逆です。RCTを適切に実装するには、数値を指定されたとおりに丸める必要があり、行列形式で正確に表現することはできません。RCTは5/3ウェーブレット変換でのみ使用してください。変換は次のとおりです。

R、G、Bが同じ精度に正規化されている場合、C BとC Rの数値精度は元の成分の精度よりも1ビット高くなります。この精度の向上は可逆性を確保するために必要です。色差成分は解像度を縮小できますが、必ずしも縮小する必要はありません。実際、ウェーブレット変換によって画像はスケールに分割されているため、最も細かいウェーブレットスケールを落とすことでダウンサンプリングをより効率的に処理できます。このステップは、RGBカラーモデルに限定されないため、JPEG 2000言語では複数成分変換と呼ばれています。[30]

タイル張り

色変換後、画像はタイルと呼ばれる、別々に変換されエンコードされる画像の長方形領域に分割されます。タイルは任意のサイズにすることができ、画像全体を 1 つのタイルと見なすこともできます。サイズを選択すると、すべてのタイルが同じサイズになります (オプションで右と下の境界にあるタイルを除く)。画像をタイルに分割すると、デコーダーが画像をデコードするために必要なメモリが少なくなり、画像の部分的なデコードを実現するために選択したタイルのみをデコードできるという利点があります。この方法の欠点は、ピーク時の信号対雑音比が低くなるため、画質が低下することです。タイルを多く使用すると、古いJPEG 1992 標準に似たブロック化効果が生じることがあります 。

ウェーブレット変換

ロスレス圧縮に使用されるLGT 5/3ウェーブレット
JPEG 2000 で使用されるウェーブレット変換の例。これは、第 2 レベルの CDF 9/7ウェーブレット変換です。

これらのタイルは、 8×8ブロックサイズの離散コサイン変換を使用するJPEG 1992とは対照的に、任意の深度にウェーブレット変換されます。JPEG 2000では、2つの異なるウェーブレット変換が使用されます。

  1. 不可逆：CDF 9/7ウェーブレット変換（イングリッド・ドーベシーズによって開発）。[31]この変換は、デコーダーの精度に依存する量子化ノイズを導入するため、「不可逆」であると言われています。
  2. 可逆：双直交ル・ガッラ・タバタバイ（LGT）5/3ウェーブレット変換[32] [31] [33]（ディディエ・ル・ガッラとアリ・J・タバタバイによって開発）の丸め版。[34]整数係数のみを使用するため、出力は丸め（量子化）を必要とせず、量子化ノイズも発生しない。ロスレス符号化に用いられる。

ウェーブレット変換は、リフティング方式または畳み込みによって実装されます。

量子化

ウェーブレット変換後、係数はスカラー量子化され、表現に必要なビット数が削減されますが、品質は低下します。出力は整数値の集合であり、ビットごとにエンコードする必要があります。最終的な品質を設定するために変更できるパラメータは量子化ステップです。ステップが大きいほど圧縮率が高くなり、品質の低下も大きくなります。量子化ステップが1の場合、量子化は実行されません（ロスレス圧縮で使用されます）。

コーディング

前の処理の結果は、複数の近似スケールを表すサブバンドの集合です。サブバンドは係数の集合であり、特定の周波数範囲と画像の空間領域に関連する画像の側面を表す実数です。

量子化されたサブバンドは、ウェーブレット領域における矩形領域であるプレシンクトにさらに分割されます。プレシンクトは通常、（再構成された）画像の一部のみに効率的にアクセスできるようにサイズが設定されますが、これは必須ではありません。

プレシンクトはさらにコード ブロックに分割されます。コード ブロックは単一のサブバンドにあり、画像の端にあるものを除いてサイズが等しくなります。エンコーダーは、コード ブロックのすべての量子化係数のビットを、最上位ビットから始めてEBCOT方式と呼ばれるプロセスによって下位ビットへとエンコードする必要があります。ここでのEBCOT はEmbedded Block Coding with Optimal Truncationの略です。このエンコード プロセスでは、コード ブロックの各ビット プレーンが 3 つのいわゆるコーディング パスでエンコードされます。最初に、重要な近傍 (つまり、上位ビット プレーンに 1 のビットがある) を持つ重要でない係数のビット (および符号) をエンコードし、次に重要な係数の精製ビットをエンコードし、最後に重要な近傍のない係数をエンコードします。3 つのパスは、それぞれ、有意性伝搬 パス、振幅精製パス、クリーンアップパスと呼ばれます。

ロスレス モードでは、すべてのビット プレーンを EBCOT でエンコードする必要があり、ビット プレーンをドロップすることはできません。

これらの符号化パスによって選択されたビットは、コンテキスト駆動型二値算術符号化器、すなわち二値MQ符号化器（ JBIG2でも採用されている）によって符号化される。係数のコンテキストは、符号ブロック内の隣接する8つの係数の状態によって形成される。

その結果、ビットストリームはパケットに分割され、パケットはプレシンクト内の全コードブロックから選択されたパスを1つの不可分な単位にまとめます。パケットは品質のスケーラビリティの鍵となります（つまり、下位ビットを含むパケットを破棄することで、ビットレートを下げ、歪みを大きくすることができます）。

すべてのサブバンドからのパケットは、いわゆるレイヤーに集められます。コードブロック符号化パスからパケットがどのように構築されるか、つまり各レイヤーにどのパケットが含まれるかは、JPEG 2000規格では定義されていませんが、一般的にコーデックは、各レイヤーで画質が単調に向上し、レイヤーごとに画像の歪みが小さくなるようにレイヤーを構築しようとします。つまり、レイヤーはコードストリーム内の画質の進行を定義します。

ここでの問題は、生成されたターゲット ビットレートが要求されたビットレートと等しくなるように全体的な歪みを最小限に抑える、すべてのコード ブロックの最適なパケット長を見つけることです。

標準規格では、この形式のレート歪み最適化を実行する手順は定義されていませんが、多くの付録の 1 つに概要が示されています。EBCOT コーダによってエンコードされた各ビットについて、平均二乗誤差として定義される画質の改善が測定されます。これは、簡単なテーブル参照アルゴリズムで実装できます。さらに、結果として得られるコードストリームの長さが測定されます。これにより、各コード ブロックのレート歪み平面にグラフが形成され、ビットストリームの長さに対する画質が示されます。切り捨てポイント、つまりパケット構築ポイントの最適な選択は、これらの曲線の臨界勾配を定義し、レート歪みグラフの曲線が指定された臨界勾配よりも急なすべてのコーディング パスを選択することで行われます。この方法は、制約条件付きの最適化問題に使用されるラグランジュ乗数法の特殊な応用として考えることができます。通常 λ で表されるラグランジュ乗数は臨界勾配であり、制約は要求されるターゲット ビットレートであり、最適化する値は全体的な歪みです。

JPEG 2000 ビット ストリームではパケットをほぼ任意に並べ替えることができるため、エンコーダとイメージ サーバーに高い自由度が与えられます。

既にエンコードされた画像は、レイヤープログレッシブエンコード方式を用いることで、任意のビットレートでネットワーク経由で送信できます。一方、色成分はビットストリーム内で後方へ移動させることができ、低解像度（低周波サブバンドに対応）を最初に送信して画像プレビューに利用できます。さらに、適切なタイルまたはパーティションを選択することにより、大きな画像の空間的なブラウジングが可能になります。これらの操作はすべて再エンコードを必要とせず、バイト単位のコピー操作のみで済みます。[要出典]

圧縮比

この画像は、JPEG 2000 (品質 50%) として保存された画像と元の画像との (強調された) 違いを示しています。
同様のファイルサイズでのJPEG、JPEG 2000、 JPEG XR、HEIFの比較

JPEG 2000は、従来のJPEG規格と比較して、画像特性にもよりますが、通常20%程度の圧縮率向上を実現します。高解像度の画像では、JPEG 2000の空間冗長性予測が圧縮プロセスに大きく貢献するため、より大きな効果が得られる傾向があります。非常に低ビットレートのアプリケーションでは、JPEG 2000よりもH.264のフレーム内符号化モードの方が 性能が優れていることが研究で示されています[35] 。

計算の複雑さとパフォーマンス

JPEG 2000は、JPEG標準と比較して計算量が非常に複雑です。タイリング、色成分変換、離散ウェーブレット変換、量子化は非常に高速に実行できますが、エントロピーコーデックは時間がかかり、非常に複雑です。JPEG 2000コーデックでは、EBCOTコンテキストモデリングと算術MQコーダがほとんどの処理時間を占めています。

CPU上でJPEG 2000のエンコードとデコードを高速化するという基本的な考え方は、AVX/SSEとマルチスレッド化（各タイルを個別のスレッドで処理する）と密接に関連しています。最速のJPEG 2000ソリューションは、CPUとGPUの両方のパワーを活用して、高いパフォーマンスベンチマークを達成しています。[36] [37]

ファイル形式とコードストリーム

JPEG-1と同様に、JPEG 2000はファイル形式とコードストリームの両方を定義しています。JPEG 2000が画像サンプルを完全に記述するのに対し、JPEG-1は画像の解像度や画像のエンコードに使用された色空間などのメタ情報を追加します。JPEG 2000画像は、ファイルとして保存する場合はJPEG 2000ファイル形式で保存し、拡張子は.jp2となります。JPEG 2000のパート2拡張（ISO/IEC 15444-2）は、アニメーション化や複数のコードストリームを1枚の画像に合成するメカニズムを追加することで、ファイル形式を拡張します。この拡張ファイル形式はJPXと呼ばれ、ファイル拡張子は.jpfを使用しますが[38]、. jpxも使用されます[39] 。

コードストリーム データはそもそもファイルに保存されることを想定していないため、コードストリーム データには標準化された拡張子はありませんが、テスト目的で保存する場合は、拡張子.jpc、.j2k、または.j2cが一般的に使用されます。

JPFファイル形式

.jpfファイル拡張子は、JPEG 2000 画像の代替コンテナ形式であり、ISO/IEC 15444規格のパート 2 で定義されている拡張機能セットをサポートしています。機能的には に似ていますが.jp2、この形式は、ウェーブレット圧縮.jpf、階層化された画像構造、埋め込みメタデータ、および JPEG 2000 インタラクティブプロトコル (JPIP) のサポートを必要とするアプリケーションでよく使用されます。地理空間画像、デジタルシネマ、法医学などの分野でよく使用されます。

この.jpfフォーマットは、メタデータとネットワークストリーミングメカニズムの組み合わせにより、取り消し可能な画像アクセスをサポートしています。これらの機能により、特に人工知能や個人情報保護の分野において、画像へのアクセスと使用方法をより詳細に制御できます。主な機能は以下のとおりです。

  • 埋め込まれたデジタル同意フラグ
  • 有効期限と時間制限付きアクセスウィンドウ
  • アイデンティティにリンクした使用制限のための顔ハッシュ識別子
  • 暗号による出所と著者の検証
  • JPIPセッション制御を使用したリモートアクセスの取り消し

これらのメカニズムにより、.jpf画像は同意に基づいたメディアコンテナとして機能することが可能となり、AIトレーニングの使用、顔認識のインデックス作成、不正な再配布などを公開後の制御に利用できるようになります。[40]

これらの技術的機能にもかかわらず、.jpf主流のブラウザ、モバイル オペレーティング システム、クラウド プラットフォームでのサポートが最小限であるため、一般消費者向けイメージング ソフトウェアへの採用は依然として限られています。

メタデータ

従来のJPEGでは、照明や露出条件などの追加メタデータは、 JEITAが規定するExif形式のアプリケーションマーカーに保存されていました。JPEG 2000では異なる方法を採用し、同じメタデータをXML形式でエンコードします。ExifタグとXML要素間の参照は、ISO TC42委員会によって標準規格12234-1.4として標準化されています。

拡張メタデータ プラットフォームはJPEG 2000 に埋め込むこともできます。

ISO 15444は特許で保護されており、仕様書には17の特許保有者が記載されていますが、貢献企業および組織は、その最初の部分であるコアコーディングシステムのライセンスはすべての貢献者から無料で取得できることに合意しました。ただし、これは正式な保証ではありません。[41] [42]一部の拡張機能の使用には、ライセンス料とロイヤリティが必要になる場合があります。[43] [44]

JPEG 委員会は次のように述べています。

JPEG委員会は、その標準規格がライセンス料や使用料を支払うことなく、その基本形式で実装可能であることを常に強く目標としてきました。現在策定中のJPEG 2000標準規格もこの方針に沿って策定されており、この分野で多くの特許を保有する20以上の大規模組織と合意に達し、ライセンス料や使用料を支払うことなく、標準規格に関連する知的財産の使用を許可しました。[45]

しかし、JPEG 委員会は 2004 年に、申告されていない潜水艦特許が危険をもたらす可能性があることを認めました。[重要性? ]

もちろん、他の組織や個人が標準の実装に影響を与える知的財産権を主張する可能性は依然として残っており、実装者はこの分野で独自の調査と研究を行うことが推奨されます。[46]

ISO/IEC 15444-1:2016 では、JPEG 委員会は「付録 L: 特許声明」で次のように述べています。

国際標準化機構 (ISO) および国際電気標準会議 (IEC) は、この勧告 | 国際規格に準拠するには特許の使用が必要になる可能性があると主張されていることに注意を喚起しています。

知的財産権に関する声明の完全なリストは、ITU-TおよびISO特許宣言データベース（https://www.iso.org/iso-standards-and-patents.html）から入手できます。

ISO および IEC は、これらの特許権の証拠、有効性、範囲に関していかなる立場もとりません。

本勧告｜国際規格の一部の要素は、上記のデータベースに記載されている特許権以外の特許権の対象となる可能性があることにご注意ください。ISOおよびIECは、かかる特許権の一部または全部を特定することについて一切責任を負いません。

JPEG 2000規格には、いくつかの追加部分が存在する。その中には、トレリス量子化、拡張ファイル形式、追加の色空間などを特徴とする.jpxファイル形式を定義するJPEG 2000拡張機能であるISO/IEC 15444-2:2000 、[47]参照テストであるISO/IEC 15444-4:2000、複合テキスト/画像グラフィックスの圧縮を可能にする複合画像ファイル形式（ .jpm ）であるISO/IEC 15444-6:2000などがある。[48]

安全な画像転送の拡張機能JPSEC (ISO/IEC 15444-8)、ワイヤレス アプリケーション向けの強化されたエラー訂正方式JPWL (ISO/IEC 15444-11)、およびボリューム画像のエンコードの拡張機能JP3D (ISO/IEC 15444-10) も、すでに ISO から提供されています。

JPEG 2000 画像をストリーミングするための JPIP プロトコル

2005年には、JPEG 2000ベースの画像閲覧プロトコルであるJPIPがISO/IEC 15444-9として公開されました。[49]この枠組みでは、クライアントの要求に応じて、潜在的に巨大な画像の選択された領域のみが画像サーバーから送信されるため、必要な帯域幅が削減されます。

JPEG 2000 データは、ERDAS ECW /JP2 SDK内の ECWP および ECWPS プロトコルを使用してストリーミングすることもできます。

モーションJPEG 2000

Motion JPEG 2000 (MJ2)は、もともとJPEG2000のISO規格パート3 (ISO/IEC 15444-3:2002)で独立した文書として定義されていましたが、現在ではISO/IEC 15444-3:2002/Amd 2:2003でISOベースフォーマットであるISO/IEC 15444-12とITU-T勧告T.802で表現されています。[50]これは、音声と組み合わせて全体的なプレゼンテーションに構成できる、タイミングが指定された画像のシーケンス(モーションシーケンス)にJPEG 2000フォーマットを使用することを規定しています。[51] [52]また、ISOベースメディアファイルフォーマット (ISO 15444-12)に基づいたファイルフォーマットも定義しています。Motion JPEG 2000ビデオファイルのファイル名拡張子は、RFC 3745によれば.mj2と.mjp2です。

これはオープンなISO規格であり、従来のJPEG形式をベースにしたMJPEG （またはMJ）の高度なアップデートです。MPEG -4 Part 2、WMV、H.264などの一般的なビデオ形式とは異なり、MJ2は時間的圧縮やフレーム間圧縮を採用していません。代わりに、各フレームはJPEG 2000の非可逆または可逆の変種によってエンコードされた独立したエンティティです。その物理構造は時間順序に依存しませんが、データを補完するために別のプロファイルを採用しています。オーディオについては、LPCMエンコードに加え、様々なMPEG-4変種を「生」データまたは補完データとしてサポートしています。[54]

Motion JPEG 2000（MJ2またはMJP2と呼ばれることが多い）は議会図書館ではデジタルアーカイブフォーマット[55]として考えられていますが、LOC Packard Campusではオーディオビジュアル保存のためにMXF_OP1a_JP2_LL（MXF操作パターン1aでラップされたロスレスJPEG 2000）が好まれています。

ISOベースのメディアファイル形式

ISO/IEC 15444-12はISO/IEC 14496-12（MPEG-4 Part 12）と同一であり、ISOベースのメディアファイル形式を定義しています。例えば、Motion JPEG 2000ファイル形式、MP4ファイル形式、3GPファイル形式もこのISOベースのメディアファイル形式に基づいています。[56] [57] [58] [59] [60]

GML JP2 地理参照

オープン地理空間コンソーシアム（OGC）は、地理マークアップ言語（GML）形式を使用してXMLが埋め込まれたJPEG 2000画像を地理参照するためのメタデータ標準を定義しました。GML in JPEG 2000 for Geographic Imagery Encoding（GMLJP2）バージョン1.0.0（2006年1月18日）[61] バージョン2.0 （GML in JPEG 2000（GMLJP2）Encoding Standard Part 1: Core）は2014年6月30日に承認されました[61] 。

GMLJP2 マークアップを含む JP2 および JPX ファイルは、 GeoTIFFおよび GTG 画像と同様に、適切な地理情報システム(GIS)によって地球の表面上の正しい位置に配置および表示できます。

アプリケーションサポート

アプリケーション

JPEG 2000のアプリケーションサポート
プログラムパート1パート2ライセンス
読む書く読む書く
ACDSeeはいはい??独自の
どんぐり[62]はいはい??独自の
アフィニティフォト [注1]はいいいえいいえいいえ独自の
アップルのiPhotoはいいいえはいいいえ独自の
Autodesk AutoCAD [説明が必要]はいはいはい?独自の
BAEシステムズCoMPASSはいいいえはいいいえ独自の
ブレンダー[63]はいはい??GPL
フェーズワンキャプチャーワンはいはいはいはい独自の
チャシス ドロー IESはいはいはいはいフリーウェア
シネアセットはいはいはいはい独自の
コンピュピックプロはいはい??独自の
Corel フォトペイントはいはいはいはい独自の
ダミニオン[64]はいいいえはいいいえ独自の
ダークテーブル[65]?はい??GPL
DBギャラリーはいいいえはいいいえ独自の
デジカム[66] [67] ( KDE [68] )はいはい??GPL
電子認識はいはい??独自の
ENVIはいはい??独自の
エルダス・イマジンはいはい??独自の
evince（PDF 1.5埋め込み）はいいいえいいえいいえGPL v2
FastStone 画像ビューアはいはいはいはいフリーウェア
ファストストーンマックスビューはいいいえはいいいえ独自の
フォトグラフィック 2.0いいえいいえいいえいいえ独自の
フォトスケッチャー 2.70いいえいいえいいえいいえ独自の
GIMP 3.1.2 [69]はいはい??GPL
グローバルマッパーはいはいいいえいいえ独自の
GNOMEウェブはい—?—GPL
グーグルクロームPDFいいえ?いいえフリーウェア
グラフィックコンバーターはいはいはい?シェアウェア
グウェンビュー（KDE [68]）はいはい??GPL
IDLはいはい??独自の
イメージグラス[70]はいいいえいいえいいえGPL [71]
イメージマジックはいはいはいはいImageMagickライセンス
イマジン（プラグイン付き）[72]はいいいえいいえいいえフリーウェア
IrfanView（プラグイン付き）[73]はいはいいいえいいえフリーウェア[注2]
Jデリはいはいはいはい独自の
KolourPaint（KDE [68]）はいはい??2節BSD
クリタはいいいえ?いいえGPL
鉛工具[74] [75]はいはいはいはい独自の
ライトルームいいえいいえいいえいいえ独自の
マセマティカはいはいいいえいいえ独自の
Matlabツールボックス経由ツールボックス経由ツールボックス経由ツールボックス経由独自の
Mozilla Firefox [注3]PDF、プラグイン—?—MPL
オペラPDF—?—独自の
ペイントショッププロはいはいはいはい独自の
フォトフィルターいいえいいえいいえいいえ独自の
フォトラインはいはい??独自の
Photoshop [注4]はいはいはいはい独自の
ピクチャーウィンドウプロ7はいいいえ?いいえ独自の
ピクセル画像エディタはいはい??独自の
ピクセルメータープロ[76]はいはい??独自の
プレビュー [注5]はいはいはいはい独自の
QGIS（プラグイン付き）はいはい??GPL
サファリ[注6]PDF———独自の
海岸[77]はいはい??GPL
シルバーファストはいはいはいはい独自の
XnView [注 7]はいはいはいはい独自の
ジプロキシはいはいいいえいいえGPL
  1. ^ .jpf ファイルは開きますが、使用できません。
  2. ^ IrfanViewはフリーウェアとして提供されていますが、個人的、非営利目的（つまり家庭内）、教育目的（学校、大学、博物館、図書館）、そして消防署や国立公園局などの慈善団体や人道支援団体での使用に限られます。企業やほとんどの政府機関では、ユーザー/デバイスライセンスが必要です。[1]
  3. ^ Mozillaは2000年4月にJPEG 2000のサポートを要請したが、2009年8月にWONTFIXとして報告がクローズされた。[2] Firefoxの古いバージョンにサポートを追加する拡張機能がある。[3] 2019年5月5日にWayback Machineにアーカイブされた。
  4. ^ Adob​​e Photoshop CS2 および CS3 の公式 JPEG 2000 プラグイン パッケージはデフォルトではインストールされないため、インストール ディスク/フォルダーから Plug-Ins > File Formats フォルダーに手動でコピーする必要があります。
  5. ^ Mac OS 10.9のPreview.app 7.0でテスト済み
  6. ^ Safari 18ではJPEG-2000画像のサポートが廃止されました。[4] Safari 5以降の古いバージョンのSafariではJPEG-2000画像がサポートされていました。
  7. ^ XnViewとXnViewMPは個人または教育機関（非営利団体を含む）での使用向けにフリーウェアとして提供されています。[5]

図書館

JPEG 2000 のライブラリサポート
プログラムパート1パート2言語ライセンス
読む書く読む書く
グロクはいはい部分的いいえC++AGPL
碧玉はいはいいいえいいえCJasPerソフトウェアライセンス
カカドゥはいはいはいはいC++独自の
オープンJPEGはいはい部分的部分的C2節BSD
枕はいはいはいはいパイソンマサチューセッツ工科大学

参照

参考文献

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出典

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  • JPEG 2000 標準の最終委員会草案 (2006 年アーカイブ) (公式の JPEG 2000 標準は無料では入手できないため、この標準に関する無料で入手できる最も正確なドキュメントは最終草案です)
  • JPEG 2000に関するGormishのノート（最終更新2004年、アーカイブ2006年）リコーのMichael J. Gormish著
  • JPEG 2000の技術概要（PDF、2004年アーカイブ）、IEEEデータ圧縮会議論文集、pp. 523—541、2000年
  • 公式サイト
  • ITU-T T.800 JPEG 2000画像符号化方式: ITUのコア符号化方式
  • JPEG 2000 Part 1 (Core) jp2 ファイル形式と JPEG 2000 Part 1、Core コーディング システムの形式説明 ( Library of Congress )
  • nvJPEG2000 – NvidiaのCUDAデコーダーとエンコーダー
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