ITU-T T 800 FRENCH-2002 Information technology – JPEG 2000 image coding system Core coding system《信息技术 JPEG 2000图像编码系统 核心编码系统 T系列 信息通讯业务终端 16号研究组》.pdf

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1、 UNION INTERNATIONALE DES TLCOMMUNICATIONS UIT-T T.800SECTEUR DE LA NORMALISATION DES TLCOMMUNICATIONS DE LUIT (08/2002) SRIE T: TERMINAUX DES SERVICES TLMATIQUES Technologies de linformation Systme de codage dimages JPEG 2000: systme de codage noyau Recommandation UIT-T T.800 UIT-T Rec. T.800 (08/2

2、002 F) i NORME INTERNATIONALE ISO/CEI 15444-1 RECOMMANDATION UIT-T T.800 Technologies de linformation Systme de codage dimages JPEG 2000: systme de codage noyau Rsum La prsente Recommandation | Norme internationale dfinit un ensemble de mthodes de compression sans perte (au bit prs) et avec perte po

3、ur codage dimages numriques fixes, monochromes, model continu en chelle de gris, palette ou model continu de couleurs. La prsente Recommandation | Norme internationale: spcifie des processus de dcodage permettant de convertir des donnes dimage comprimes en donnes dimage reconstitues; spcifie une syn

4、taxe de flux cod contenant des informations permettant dinterprter des donnes dimage comprimes; spcifie un format de fichier; fournit des directives sur les processus de codage permettant de convertir des donnes dimage de source en donnes dimage comprimes; fournit des directives sur la faon dimplmen

5、ter ces processus en pratique. Source La Recommandation T.800 de lUIT-T, labore par la Commission dtudes 16 (2001-2004) de lUIT-T, a t approuve le 29 aot 2002. Un texte identique est publi comme Norme Internationale ISO/CEI 15444-1. ii UIT-T Rec. T.800 (08/2002 F) AVANT-PROPOS LUIT (Union internatio

6、nale des tlcommunications) est une institution spcialise des Nations Unies dans le domaine des tlcommunications. LUIT-T (Secteur de la normalisation des tlcommunications) est un organe permanent de lUIT. Il est charg de ltude des questions techniques, dexploitation et de tarification, et met ce suje

7、t des Recommandations en vue de la normalisation des tlcommunications lchelle mondiale. LAssemble mondiale de normalisation des tlcommunications (AMNT), qui se runit tous les quatre ans, dtermine les thmes dtude traiter par les Commissions dtudes de lUIT-T, lesquelles laborent en retour des Recomman

8、dations sur ces thmes. Lapprobation des Recommandations par les Membres de lUIT-T seffectue selon la procdure dfinie dans la Rsolution 1 de lAMNT. Dans certains secteurs des technologies de linformation qui correspondent la sphre de comptence de lUIT-T, les normes ncessaires se prparent en collabora

9、tion avec lISO et la CEI. NOTE Dans la prsente Recommandation, lexpression “Administration“ est utilise pour dsigner de faon abrge aussi bien une administration de tlcommunications quune exploitation reconnue. DROITS DE PROPRIT INTELLECTUELLE LUIT attire lattention sur la possibilit que lapplication

10、 ou la mise en uvre de la prsente Recommandation puisse donner lieu lutilisation dun droit de proprit intellectuelle. LUIT ne prend pas position en ce qui concerne lexistence, la validit ou lapplicabilit des droits de proprit intellectuelle, quils soient revendiqus par un Membre de lUIT ou par une t

11、ierce partie trangre la procdure dlaboration des Recommandations. A la date dapprobation de la prsente Recommandation, lUIT avait t avise de lexistence dune proprit intellectuelle protge par des brevets acqurir pour implmenter la prsente Recommandation. Toutefois, comme il ne sagit peut-tre pas de r

12、enseignements les plus rcents, il est vivement recommand aux responsables de la mise en uvre de consulter la base de donnes des brevets du TSB. UIT 2003 Tous droits rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite, par quelque procd que ce soit, sans laccord crit pralable de lUIT. U

13、IT-T Rec. T.800 (08/2002 F) iii TABLE DES MATIRES Page 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives 1 2.1 Recommandations | Normes internationales identiques 1 2.2 Autres rfrences. 2 3 Dfinitions 2 4 Abrviations et symboles . 6 4.1 Abrviations 6 4.2 Symboles. 7 5 Description gnrale. 8 5.1 Objet 8

14、5.2 Flux cod. 9 5.3 Principes de codage. 9 6 Exigences relatives au codeur 11 7 Exigences relatives au dcodeur. 11 7.1 Exigences de la syntaxe du flux cod 11 7.2 Exigences relatives au format de fichier facultatif 11 8 Exigences relatives limplmentation. 11 Annexe A Syntaxe du flux cod . 12 A.1 Marq

15、ueurs, segments marqueurs, et en-ttes. 12 A.2 Informations contenues dans les segments marqueurs 14 A.3 Construction du flux cod . 16 A.4 Marqueurs et segments marqueurs dlimitants . 19 A.5 Segment marqueur dinformation fixe. 21 A.6 Segments marqueurs fonctionnels. 22 A.7 Segments marqueurs de point

16、age 33 A.8 Marqueur et segments marqueurs dans le flux binaire 39 A.9 Segments marqueurs informationnels . 40 A.10 Restrictions du flux cod conformes la prsente Recommandation | Norme internationale. 41 Annexe B Ordonnancement des donnes dimage comprimes et non comprimes. 43 B.1 Introduction aux con

17、cepts de structure des donnes dimage 43 B.2 Affectation des composantes la grille de rfrence 43 B.3 Subdivision de la zone dimage en pavs et composantes-pavs. 45 B.4 Exemple du mappage de composantes la grille de rfrence (pour information). 47 B.5 Subdivision de composante-pav transforme en niveaux

18、de rsolution et sous-bandes 50 B.6 Subdivision des niveaux de rsolution en districts 51 B.7 Subdivision des sous-bandes en blocs cods. 52 B.8 Couches. 53 B.9 Paquets 54 B.10 Codage des informations den-tte de paquet 55 B.11 Pav et lments de pav. 61 B.12 Ordre de progression. 62 Annexe C Codage arith

19、mtique entropique 67 C.1 Codage binaire (pour information) 67 C.2 Description du codeur arithmtique (pour information) 68 C.3 Procdure de dcodage arithmtique. 79 Annexe D Modlisation des bits de coefficient 87 D.1 Structure dexploration des blocs cods dans les blocs cods . 87 D.2 Bits de coefficient

20、 et signification. 87 D.3 Passes de dcodage sur les plans binaires . 88 D.4 Initialisation et terminaison. 92 D.5 Symbole de segmentation assurant llasticit aux erreurs 93 iv UIT-T Rec. T.800 (08/2002 F) Page D.6 Evitement slectif du codage arithmtique 94 D.7 Formation verticale du contexte causal.

21、95 D.8 Schma fonctionnel du codage de bloc cod. 95 Annexe E Quantification 98 E.1 Procdure de quantification inverse 98 E.2 Quantification de coefficient scalaire (pour information) . 100 Annexe F Transformation en ondelettes discrtes de composantes-pavs 101 F.1 Paramtres de composante-pav . 101 F.2

22、 Transformations en ondelettes discrtes 101 F.3 Transformation inverse en ondelettes discrtes. 101 F.4 Transformation directe (pour information) . 113 Annexe G Dcalage au niveau apriodique et transformations multiples de composante 124 G.1 Dcalage au niveau apriodique de composantes-pavs . 124 G.2 T

23、ansformation multiple de composante rversible (RCT) 125 G.3 Transformation multiple de composante irrversible (ICT) 125 G.4 Sous-chantillonnage de composante de chrominance et la grille de rfrence 126 Annexe H Codage dimages avec rgions intressantes 127 H.1 Dcodage dimages ROI 127 H.2 Description de

24、 la mthode du dcalage maximal 127 H.3 Remarques sur le codage de rgion intressante (pour information). 128 Annexe I Syntaxe de format de fichier JP2. 131 I.1 Domaine dapplication du format de fichier JP2 . 131 I.2 Introduction au format de fichier JP2 131 I.3 Architecture de spcification dchelle de

25、gris/de couleur/de palette/de composantes multiples 133 I.4 Dfinition de bote. 135 I.5 Botes dfinies. 138 I.6 Adjonction dinformations sur les droits de proprit intellectuelle dans JP2. 154 I.7 Adjonction dinformations spcifiques du vendeur au format de fichier JP2 154 I.8 Traitement des botes incon

26、nues . 157 Annexe J Exemples et directives 158 J.1 Dcodeur entropique adaptatif de conventions logicielles 158 J.2 Slection de grandeurs dchelon de quantification pour transformations irrversibles 160 J.3 Rponses impulsionnelles de filtre correspondant des procdures de filtrage irrversibles en mode

27、lissage 160 J.4 Exemple de transformation en ondelettes discrtes. 161 J.5 Transforme en ondelettes par range. 165 J.6 Codage par exploration . 176 J.7 Elasticit aux erreurs. 176 J.8 Exigence de compatibilit avec fichiers JFIF/SPIFF 177 J.9 Implmentation de la mthode ICC limite lextrieur dun moteur c

28、omplet de gestion de couleur ICC 177 J.10 Exemple dinterprtation de composantes multiples . 183 J.11 Exemple de dcodage montrant les tapes intermdiaires 183 J.12 Pondration de frquence visuelle. 187 J.13 Sous-chantillonnage de composantes par le codeur 189 J.14 Commande de dbit. 190 J.15 Directives

29、sur la gestion des flux cods YCC . 194 Annexe K Bibliographie. 197 K.1 Gnralits 197 K.2 Quantification et codage entropique 197 K.3 Transformation en ondelettes 197 K.4 Codage de rgion intressante. 198 K.5 Pondration de frquence visuelle. 198 K.6 Elasticit aux erreurs. 198 UIT-T Rec. T.800 (08/2002

30、F) v Page K.7 Codage par exploration . 199 K.8 Couleur 199 Annexe L Dclaration relative aux brevets. 200 vi UIT-T Rec. T.800 (08/2002 F) LISTE DES FIGURES Page Figure 5-1 Schma fonctionnel de la spcification 9 Figure A.1 Exemple de figures descriptives du segment marqueur 14 Figure A.2 Construction

31、du flux cod . 16 Figure A.3 Construction de len-tte principal. 17 Figure A.4 Construction du premier en-tte dlment dun pav donn. 18 Figure A.5 Construction dun autre en-tte dlment de pav que le premier 18 Figure A.6 Syntaxe de dbut dlment de pav 19 Figure A.7 Syntaxe dimensionnelle dimage et de pav

32、21 Figure A.8 Syntaxe par dfaut du style de codage 23 Figure A.9 Schma du paramtre style de codage des paramtres SGcod et SPcod . 24 Figure A.10 Syntaxe de composante de style de codage. 27 Figure A.11 Schma du paramtre style de codage des paramtres SPcoc . 27 Figure A.12 Syntaxe de rgion intressant

33、e 28 Figure A.13 Syntaxe de quantification par dfaut . 29 Figure A.14 Syntaxe de composante de quantification . 31 Figure A.15 Syntaxe de pav de changement dordre de progression .32 Figure A.16 Longueurs dlment de pav 33 Figure A.17 Syntaxe de longueur dlment de pav. 33 Figure A.18 Syntaxe den-tte p

34、rincipal de longueur de paquet 35 Figure A.19 Syntaxe den-tte dlment de pav de longueur de paquet36 Figure A.20 Syntaxe den-tte principal de paquet compact 37 Figure A.21 Syntaxe den-tte dlment de pav den-tte de pav compact 38 Figure A.22 Syntaxe de dbut de paquet . 39 Figure A.23 Syntaxe denregistr

35、ement de composante 40 Figure A.24 Syntaxe de commentaire . 41 Figure B.1 Schma de grille de rfrence 44 Figure B.2 Emplacements dchantillon de composante sur la grille de rfrence pour diffrentes valeurs XRsiz et YRsiz. 45 Figure B.3 Exemple demplacements dchantillon de composante suprieure gauche. 4

36、5 Figure B.4 Schma du pavage de grille de rfrence. 46 Figure B.5 Exemple de grille de rfrence 48 Figure B.6 Exemple de dimensions et demplacements de pav pour composante 0 49 Figure B.7 Exemple de dimensions et demplacements de pav pour composante 1 50 Figure B.8 Districts dune rsolution rduite . 51

37、 Figure B.9 Blocs cods et districts dans la sous-bande b, issus de quatre pavs diffrents. 53 Figure B.10 Diagramme des districts dun niveau de rsolution dune composante 54 Figure B.11 Diagramme des blocs cods dans des districts un niveau de rsolution . 55 Figure B.12 Exemple dune reprsentation en ar

38、bre de rsolution 56 Figure B.13 Exemple dinformations connues du codeur 60 Figure B.14 Exemple de volume dordre de progression en deux dimensions 65 Figure B.15 Exemple du placement de segments marqueurs de changement POC. 66 Figure C.1 Entres et sorties de codeur arithmtique 67 Figure C.2 Codeur po

39、ur le codeur MQ 69 Figure C.3 Procdure ENCODE 70 Figure C.4 Procdure CODE1 . 70 Figure C.5 Procdure CODE0 . 71 Figure C.6 Procdure CODELPS avec change conditionnel de symbole MPS/LPS . 72 Figure C.7 Procdure CODEMPS avec change conditionnel de symbole MPS/LPS 74 Figure C.8 Procdure de renormalisatio

40、n du codeur . 75 Figure C.9 Procdure OCTETOUT pour codeur. 76 Figure C.10 Initialisation du codeur 77 Figure C.11 Procdure FLUSH . 78 Figure C.12 Rglage des bits finals dans le registre C 79 Figure C.13 Entres et sorties du dcodeur arithmtique 79 Figure C.14 Dcodeur pour le codeur MQ 80 Figure C.15

41、Dcodage dun symbole MPS ou dun symbole LPS . 81 Figure C.16 Procdure dchange conditionnel sur le trajet de symbole MPS dans le dcodeur 82 UIT-T Rec. T.800 (08/2002 F) vii Page Figure C.17 Procdure dchange conditionnel sur le trajet de symbole LPS dans le dcodeur 83 Figure C.18 Procdure de renormalis

42、ation du dcodeur 84 Figure C.19 Procdure BYTEIN pour dcodeur . 85 Figure C.20 Initialisation du dcodeur 86 Figure D.1 Exemple de structure dexploration du plan binaire dun bloc cod 87 Figure D.2 Etats de voisinage utiliss pour former le contexte . 88 Figure D.3 Organigramme pour toutes les passes de

43、 codage sur le plan binaire dun bloc cod. 96 Figure F.1 Entres et sorties de la procdure de transformation IDWT 101 Figure F.2 La transformation IDWT (NL= 2) 102 Figure F.3 La procdure de transformation IDWT 103 Figure F.4 Entres et sorties de la procdure 2D_SR 103 Figure F.5 Niveau unique de recons

44、truction de quatre sous-bandes (procdure 2D_SR) en sous-bandes 103 Figure F.6 La procdure 2D_SR 104 Figure F.7 Paramtres de la procdure 2D_INTERLEAVE 104 Figure F.8 La procdure 2D_INTERLEAVE 105 Figure F.9 Entres et sorties de la procdure HOR_SR. 106 Figure F.10 La procdure HOR_SR 107 Figure F.11 En

45、tres et sorties de la procdure VER_SR. 108 Figure F.12 La procdure VER_SR. 108 Figure F.13 Paramtres de la procdure 1D_SR 109 Figure F.14 La procdure 1D_SR 109 Figure F.15 Extension priodique et symtrique du signal 109 Figure F.16 Paramtres de la procdure 1D_FILTR . 110 Figure F.17 Entres et sorties

46、 de la procdure FDWT. 113 Figure F.18 La transformation FDWT (NL= 2) 113 Figure F.19 La procdure FDWT 114 Figure F.20 Entres et sorties de la procdure 2D_SD 114 Figure F.21 Dcomposition dun niveau unique en quatre sous-bandes (procdure 2D_SD) 115 Figure F.22 La procdure 2D_SD . 115 Figure F.23 Entre

47、s et sorties de la procdure VER_SD. 116 Figure F.24 La procdure VER_SD 116 Figure F.25 Entres et sorties de la procdure HOR_SD 117 Figure F.26 La procdure HOR_SD 118 Figure F.27 Paramtres de la procdure 2D_DEINTERLEAVE 119 Figure F.28 La procdure 2D_DEINTERLEAVE 120 Figure F.29 Paramtres de la procdure 1D_SD . 121 Figure F.30 La procdure 1D_SD . 121 Figure F.31 Paramtres de la procdure 1D_FILTD . 122 Figure G.1