GB T 30248.1-2013 信息技术 JPEG 2000 图像编码系统 第1部分 核心编码系统.pdf
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1、gE ICS 35.040 L 71 和国国家标准-t-I: 中华人民GB/T 30248. 1-20 13/ISO/IEC 15444-1 : 2004 信息技术JPEG 2000图像编码系统第1部分:核心编码系统Information technology-JPEG 2000 image coding system Part 1: Core coding system (ISO/IEC 15444-1: 2004 , IDT) 2014-07-15实施2013-12-31发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检瘦总局中国国家标准化管理委员会BdmT Etsz 晌叫地白dFW咽在arh喝接4
2、20 4翩阳是GB/T 30248.1一2013/ISO/IEC15444-1 : 2004 目次前言.皿引言.凹1 范围.2 规范性引用文件.3 术语和定义.24 缩略语和符号. . 10 5 概述.6 编码器要求.14 7 解码器要求158 实现要求.15附录A(规范性附录)码流语法16附录B(规范性附录)图像和压缩图像数据排序.50 附录c(规范性附录)摘编码算法71附录D(规范性附录)系数位模型附录E(规范性附录)量化102附录F(规范性附录)片断分量的离散小波变换.105 附录G(规范性附录)直流分量转移和多分量变换.124 附录H(规范性附录)带有感兴趣区域的图像编码127附录1(
3、规范性附录)JP2文件格式语法131附录J(资料性附录)举例和指南156附录K(资料性附录)参考文献.附录L(资料性附录)专利声明197I 嘲GB/T 30248.1-20 13/ISO/IEC 15444-1 : 2004 目。昌GB/T 30248(信息技术jPEG 2000罔像编码系统分为以下几个部分:第1部分:核心编码系统;一一第2部分:扩展;一第3部分:运动jPEG2000; 第4部分:符合性测试;第5部分:参考软件;第6部分:复合阁像文件格式;第8部分:安全的jPEG2000; 第9部分:交互T具、AP1s和协议;-第10部分:气维数据扩展;一-第11部分:无线jPEG2000;
4、一一第12部分:1SO基础媒体文件格式;一一第13部分:一个人门级的编码器。本部分为GB/T30248的第1部分。本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本部分使用翻译法等同采用1SO/1EC15444-1: 2004 (信息技术jPEG 2000图像编码系统第1部分:核心编码系统,还增加了以下修正案和技术勘误:1SO/1EC 15444-1: 2004/Cor. 1 : 2007、1SO/1EC15444-1: 2004/Cor. 2: 2008、1SO/1EC15444-1: 2004/ Amd.1: 2006,仅做了编辑性修改。本部分由中华人民共和同工业和信息化部提出。本部分由
5、全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)归口。本部分起草单位:中同电子技术标准化研究院、中国传媒大学。本部分主要起草人:委东升、高麟鹏、杨爽、王啸。皿GB/T 30248.1-20 13/ISO/IEC 15444-1 : 2004 IY 本部分的参考文献见附录K。本部分的专利说明见附录L。引范围GB/T 30248.1一2013/ISO/IEC15444-1 : 2004 信息技术JPEG 2000图像编码系统第1部分:核心编码系统GBjT 30248的本部分为编码二值数字静止图像、连续灰度数字静止图像、离散色调数字静止图像、连续色调数字静止图像等定义了一系列无损和有损的压缩算法。本
6、部分:一一规范了从压缩图像数据到重建图像数据的解码过程;一一规范了包含用于解释压缩图像数据的码流语法;一一规范了一种文件格式;一一提供了从原始图像数据到压缩图像数据的编码过程的指南;一一提供了在实际中如何实现这些过程的指南。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBjT 17235.1-1998 信息技术连续色调静态图像的数字库,缩及编码第1部分:要求和指南(idt ISOjIEC 10918-1 :1 994) GBjT 17235.2一1998信息技术连续
7、色调静态图像的数字压缩及编码第2部分:一致性测试(idt ISOjIEC 10918-2: 1994) ISOjIEC 646: 1991 信息技术ISO信息交换用7位编码字符集(Information technology-ISO 7-bit coded character set for information interchange) ISOjIEC 11578: 1996信息技术开放系统互连远程呼叫(lnformationtechnology-Open sys tems interconnection-remote procedure call(RPC) ISO 8859-15 :1
8、999 信息技术8位单字节编码图形字符集第15部分:拉丁文字母表第9个字符(lnformation technology-8-bit single-byte coded graphic character aets-Part 15: Latin alphabet No. 9) IEC 61966-2-1:1999多媒体系统和设备颜色测量和管理第2-1部分:颜色管理默认RGB色度空间sRGB(Multimedia systems and equipment-Colour measurement and management-Part 2-1: Colour management-default
9、RGB colour soace-sRGB) IEC 61966-2-1:1999jAmd.1:2003 多媒体系统和设备颜色测量和管理第2-1部分:颜色管理默认RGB色度空间sRGB(Amendment 1-Multimedia systems and equipment-Colour measure ment and management-Part 2-1: Colour management-default RGB colour space-sRGB) ITU-T建议T.88(2000) I ISOjIEC 14492: 2001 信息技术二值图像的有损/无损编码(lnformetion
10、 technology-Lossyjlossess coding of bi-level images) ITU-T建议T.84(1996)I ISOjIEC 10918-3: 1997 信息技术连续色调静止图像的压缩和编码:扩展(lnformationtechnology-Digital compression and coding of continuous-tone still images: Ex tension) ITU-T建议T.84(1996)jAmd.10999)I ISOjIEC 10918-3:1997jAmd.1:1999信息技术连GB/T 30248.1-20 13/I
11、SO/IEC 15444-1 : 2004 续色调静止罔像的压缩和编码:扩展补篇1.在SP1FF头中允许注册新的压缩类型和版本(Provisions to allow registration of new compression types and versions in the SP1FF header) lTU-T建议T.86Cl998)I lSO/lEC 10918-4: 1999 信息技术连续色调静止罔像的压缩和编码:JPEG类、SP1FF类、SP1FF标号、SP1FF色度空间、APPn标记、SP1FF、压缩类型等的注册及注册机构CREGAUT)Cl nformation techn
12、ology- Digital compression and coding of continuous-tone still im gaes: R egistration of JPEG profiles , SP1FF profiles , SP1FF tags , SP1FF colour spaces , APPnmarkers , SP1FF compression types and registration authoritiesCREGAUT) lTU-T建议T.87Cl998)I lSO/lEC 14495-1 :1 999 连续色调静止罔像的无损或接近元损压缩:基础C1nfo
13、rmation technology-Lossless nad n巳ar-losslesscompression of continuous-tone still image: Baseline) 1CC.l : 1998-09 规范,色彩类文件格式.C Specifica tio口,Fileformat for color profiles) W3C REC-xml-19980210 可扩展标水语tCXML1.0)CExtensible markup languageCXML) 1ETF RFC 2279(998) UTF-8 , lSO 10646的一种传输格式CUTF毡,a transf
14、ormation format of lSO 10646) 3 术语和定义3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 2 下列术语和定义适用于本文件。Lx J,最大值函数f1 00r function 取小于或等于r的最大整数。ix丁,最小值函数ceiling function 取大于或等于工的最小整数。5-3可逆滤波器5-3 reversible filter 用于小波变换的特定滤波器对。该可逆滤波器对在低通部分有5阶,I:可通部分有3阶(即3抽头)。9-7不可逆滤波器9-7 irreversible filter 用于小波变换的特定滤波器对。该不叮逆滤波器对在低通部分有
15、9阶,高通部分有7阶。与AND位与逻辑操作符。算术编解码器arithmetic coder 一个将可变长度的字符串转换成可变长度的码字(编码)以及逆过程(解码)的摘编解码器。辅助信道auxiliary channel 在色度空间变换范围之外的应用所使用的信道。示例:个不透明度信道或一个深度信道就是一个辅助信道。位bit二进制数值的缩写。由0和1表示的信息单位。GB/T 30248.1一2013/ISO/IEC15444-1: 2004 3.9 位平面bit-plane 位的二维矩阵。在本部分中,一个位平面是指在所有的系数或样值中位于同一量级上的所有位。可以在一个分量、片断分量、编码块、ROI中
16、或其他方面引用位平面。3.10 位流bit stream 从序列符号编码中获得的一系列真实的位流。其并不包含主体或片断部分头中的标记和标记段或EOC标记。但是,当在主体或片断部分头中没有发现标记和标记段时,位流包括任何包头。3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 大字节存储次序big endian 用于数值表示的一组按照从最高有效位到最低有效位的次序排列的位。盒box文件格式中由长度和独一无二的盒类型定义的部分,一些类型的盒可能包含其他类型的盒。盒内容box contents 指包含在盒结构中的数据。特定盒的内容存储在该盒数据结构中的DBox域中。盒类型box type 规
17、范存储在盒中的信息的类型。特定盒的类型应存储在该盒数据结构中的TBox域中。字节byte 8位。信道channel 罔像的一个逻辑分量。一个信道可以是码流一个分量的直接表示,也可以是由码流一个分茧的调色板的实现而产生的。3.17 清除通道c1eanup pass 在系数编码块的单位平面上实现的编码通道。对于第一个有效位平面,其第一个且唯一的编码通道是清除通道;其他每个位平面第兰个和最后一个通道是清除通道。3.18 码流codestream 一个或多个位流及其主头、片断部分头、解码或扩展为图像数据所需的EOC等的集合。这是带有解码所需符号的压缩格式的图像数据。3.19 编码块code-block
18、 来自片断分量同一子带的矩形系数块。3.20 编码块扫描code-block scan 在编码通道中对编码块系数的扫描顺序。编码块在条带中进行处理,每个条带包含四行(剩下不足3 GB/T 30248.1-20 13/ISO/IEC 15444-1 : 2004 四行也作为一个条带)并覆盖编码块的宽度,每一条从左到右从上到下按列处理。3.21 编解码器coder 种实现编码或解码过程的实体。3.22 编码通道coding pass 覆盖编码块的完整通道,其中要应用适当的系数值和上下文。有三种类型的编码通道:有效的传播通道、重要的优化通道、清除通道。每个通道(如果没有选择算术编码旁路,则在算术编码
19、之后)的输出结果都是压缩的图像数据流。3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 3.32 3.33 4 系数coefficient 变换的结果值。色度信道colour channel 色度变换系统的输入信道。示例:红色信道或灰度等级信道都是色度信道。分量component 样值的二维矩阵。一幅图像一般都包含若干个分量,如表示红、绿、蓝的矩阵分量。压缩图像数据compressed image data 部分或全部位流。即指部分或全部码流中位流的集合。符合性阅读器conforming reader 正确读取和解释JPZ文件的应用。上下文context
20、 先前己解码并用于决定当前系数解码的系数函数。上下文标签conJext label 被用于区分不同上下文值的任意片断。这些符号为了方便标记而不是规范性的。上下文向量context vector 由上下文中系数有效状态构成的二进制向量。解码器decoder 种完成解码过程(色度变换处理为可选项)的实体。解码过程decoding process 一种输入码流输出重建图像的过程。分解级别decomposition level 对于源分量样值具有相同空间压缩或扩展的系数的小波子带集。这包括相同二维子带分解级的GB/T 30248.1-20 13/ISO/IEC 15444-1 : 2004 HL、LH
21、和HH子带,也包括最后分解级的LL子带。3.34 3.35 划界标记和标记段delimiting markers and marker segments 给出码流结构中开始和结束点的标记和标记段。离散小波变换discrete wavelet transformation; DWT 一种频率变换,信号反复经过两个或多个滤波器而变换到相应的不同的频率带。这种变换适用于空间离散样值。3.36 编码器encoder 一种完成编码过程的实体。3.37 编码过程encoding process 一种输入原始图像输出编码流的过程。3.38 文件格式file format 码流和解码时可能需要的辅助数据及信息
22、。这些辅助数据和信息包括:文本域提供的标题、安全性和历史信息,在给定的数据文件中多个码流的位置信息,支持在不同平台或文件格式间交换的数据信息。3.39 3.40 3.4 1 3.42 3.43 3.44 固定信息标记和固定信息标记段fixed information markers and fixed information marker优9世nts提供关于原始图像信息的标记和标记段。功能标记和功能标记段functional markers and functional marker segments 提供关于编解码程序信息的标记和标记段。网格分辨率grid resolution 参考网格的空
23、间分辨率,规范了参考网格中相邻点间的距离。保护位guard bits 添加到样值数据上的最高有效位。头header只包含了标记和标记段的(主要是主头和片断部分头)部分码流,或者指包的符号部分(包头)。HH子带HH sub-band 通过正向水平高通滤波器和垂直高通滤波器后得到的子带。重建图像时该子带要通过逆向垂直高通滤波器和逆向水平高通滤波器。3.45 HL子带HL sub-band 通过正向水平高通滤波器和垂直低通滤波器后得到的子带。重建图像时该子带要通过逆向垂直低GB/T 30248.1-20 13/ISO/IEC 15444-1 : 2004 通滤波器和逆向水平高通据:波器。3.46 3
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