ITU-T T 851 SPANISH-2005 ITU-T T 81 (JPEG-1)-based still-image coding using an alternative arithmetic coder《使用可选算术编码器基于ITU-T T 81(JPEG-1)的静止图像编码 T系列 信息通讯业务终端 16号研究组》.pdf

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1、 Unin Internacional de TelecomunicacionesUIT-T T.851SECTOR DE NORMALIZACIN DE LAS TELECOMUNICACIONES DE LA UIT (09/2005) SERIE T: TERMINALES PARA SERVICIOS DE TELEMTICA Codificacin de imgenes fijas basada en la Recomendacin UIT-T T.81 (JPEG-1) mediante un codificador aritmtico alternativo Recomendac

2、in UIT-T T.851 Rec. UIT-T T.851 (09/2005) i Recomendacin UIT-T T.851 Codificacin de imgenes fijas basada en la Recomendacin UIT-T T.81 (JPEG-1) mediante un codificador aritmtico alternativo Resumen La presente Recomendacin define un formato para la compresin digital y la codificacin de imgenes fijas

3、 utilizando un codificador aritmtico diferente denominado “codificador Q15“ y una lnea de base alternativa a la especificada en la Rec. UIT T.81 | ISO/CEI 10918-1 (JPEG-1). En esta Recomendacin no es obligatorio utilizar el mtodo de codificacin basado en la entropa de Huffman especificado en la Rec.

4、 UIT-T T.81 (JPEG-1). El codificador Q15 calcula el acarreo en el decodificador en lugar de en el codificador, de modo que su latencia es menor que la del codificador aritmtico basado en el codificador QM incorporado en la T.81, cuya latencia puede llegar a ser el resto entero del segmento codificad

5、o por entropa. En esta Recomendacin se especifica asimismo una transformada discreta de coseno (DCT) con una precisin de entrada de 16 bits, superior a la precisin que la DCT especificada en la T.81 (JPEG-1). Orgenes La Recomendacin UIT-T T.851 fue aprobada el 13 de septiembre de 2005 por la Comisin

6、 de Estudio 16 (2005-2008) del UIT-T por el procedimiento de la Recomendacin UIT-T A.8. Palabras clave Codificacin de imgenes fijas, codificador Q15, compresin de imgenes fijas, imgenes fijas, lnea de base diferente. ii Rec. UIT-T T.851 (09/2005) PREFACIO La UIT (Unin Internacional de Telecomunicaci

7、ones) es el organismo especializado de las Naciones Unidas en el campo de las telecomunicaciones. El UIT-T (Sector de Normalizacin de las Telecomunicaciones de la UIT) es un rgano permanente de la UIT. Este rgano estudia los aspectos tcnicos, de explotacin y tarifarios y publica Recomendaciones sobr

8、e los mismos, con miras a la normalizacin de las telecomunica-ciones en el plano mundial. La Asamblea Mundial de Normalizacin de las Telecomunicaciones (AMNT), que se celebra cada cuatro aos, establece los temas que han de estudiar las Comisiones de Estudio del UIT-T, que a su vez producen Recomenda

9、ciones sobre dichos temas. La aprobacin de Recomendaciones por los Miembros del UIT-T es el objeto del procedimiento establecido en la Resolucin 1 de la AMNT. En ciertos sectores de la tecnologa de la informacin que corresponden a la esfera de competencia del UIT-T, se preparan las normas necesarias

10、 en colaboracin con la ISO y la CEI. NOTA En esta Recomendacin, la expresin “Administracin“ se utiliza para designar, en forma abreviada, tanto una administracin de telecomunicaciones como una empresa de explotacin reconocida de telecomunicaciones. La observancia de esta Recomendacin es voluntaria.

11、Ahora bien, la Recomendacin puede contener ciertas disposiciones obligatorias (para asegurar, por ejemplo, la aplicabilidad o la interoperabilidad), por lo que la observancia se consigue con el cumplimiento exacto y puntual de todas las disposiciones obligatorias. La obligatoriedad de un elemento pr

12、eceptivo o requisito se expresa mediante las frases “tener que, haber de, hay que + infinitivo“ o el verbo principal en tiempo futuro simple de mandato, en modo afirmativo o negativo. El hecho de que se utilice esta formulacin no entraa que la observancia se imponga a ninguna de las partes. PROPIEDA

13、D INTELECTUAL La UIT seala a la atencin la posibilidad de que la utilizacin o aplicacin de la presente Recomendacin suponga el empleo de un derecho de propiedad intelectual reivindicado. La UIT no adopta ninguna posicin en cuanto a la demostracin, validez o aplicabilidad de los derechos de propiedad

14、 intelectual reivindicados, ya sea por los miembros de la UIT o por terceros ajenos al proceso de elaboracin de Recomendaciones. En la fecha de aprobacin de la presente Recomendacin, la UIT no ha recibido notificacin de propiedad intelectual, protegida por patente, que puede ser necesaria para aplic

15、ar esta Recomendacin. Sin embargo, debe sealarse a los usuarios que puede que esta informacin no se encuentre totalmente actualizada al respecto, por lo que se les insta encarecidamente a consultar la base de datos sobre patentes de la TSB. UIT 2006 Reservados todos los derechos. Ninguna parte de es

16、ta publicacin puede reproducirse por ningn procedimiento sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT. Rec. UIT-T T.851 (09/2005) iii NDICE Pgina 1 Alcance . 1 2 Referencias . 1 2.1 Referencias normativas 1 2.2 Referencias informativas 1 3 Definiciones 2 4 Abreviaturas, siglas o acrnimos 2 5 C

17、onvenios . 2 6 Consideraciones generales 2 7 Lnea de base alternativa 3 8 Formatos de datos comprimidos. 3 8.1 Sintaxis de los marcadores de las ampliaciones del JPG . 4 8.2 Precisin de la DCT ampliada 5 8.3 Resumen . 6 9 Codificacin Huffman 6 10 Codificadores aritmticos . 6 10.1 Procedimientos del

18、codificador 7 10.2 Procedimientos de decodificador . 12 10.3 Clculo de probabilidades 14 11 Procedimientos de control del codificador y del decodificador . 16 iv Rec. UIT-T T.851 (09/2005) Introduccin En la Rec. UIT-T T.81 | ISO/CEI 10918-1 (T.81) se especifica un proceso para la compresin digital y

19、 la codificacin de imgenes fijas de tonos continuos. La T.81 contiene dos codificadores de entropa, a saber, la codificacin Huffman y un codificador aritmtico denominado “codificador QM“. El mtodo de codificacin Huffman es obligatorio en la lnea de base T.81. Para los dems procesos de codificacin (s

20、ecuencial ampliada, progresiva, jerrquica y sin prdidas) pueden utilizarse todos los codificadores de entropa definidos. En esta Recomendacin se define un mtodo de codificacin de imgenes fijas basado en la Rec. UIT-T T.81 (JPEG-1) que utiliza un codificador aritmtico alternativo denominado “codifica

21、dor Q15“ y define una “lnea de base diferente“ a la definida en la Rec. UIT-T T.81. En esta Recomendacin, no es obligatorio emplear la codificacin Huffman. NOTA Las imgenes codificadas con arreglo a esta Recomendacin pueden transcodificarse sin prdidas a otros mtodos de codificacin de entropa defini

22、dos en la Rec. UIT-T T.81, y viceversa, incluida la codificacin Huffman de lnea de base de la Rec. UIT-T T.81. Todos los decodificadores que soporten cualquier proceso basado en la DCT de los definidos en el cuadro 1 tambin debern ser capaces de decodificar los trenes de bits de acuerdo a la lnea de

23、 base diferente. En esta Recomendacin no se exige la compatibilidad con la lnea de base basada en la codificacin Huffman de la T.81, aunque puede ser obligatoria para alguna aplicacin que incorpore esta Recomendacin. En la especificacin de una aplicacin puede ser necesario un cdec de entropa en modo

24、 dual, o una funcin de transcodificacin basada en servidor. Rec. UIT-T T.851 (09/2005) 1 Recomendacin UIT-T T.851 Codificacin de imgenes fijas basada en la Recomendacin UIT-T T.81 (JPEG-1) mediante un codificador aritmtico alternativo 1 Alcance Esta Recomendacin es aplicable a imgenes fijas digitale

25、s de tonos continuos, en escala de grises o en color. De conformidad con los principios de la Rec. UIT-T T.80, la presente Recomendacin describe un codificador aritmtico adicional que supone una mejora de las tecnologas T.81. En esta Recomendacin: se define un codificador aritmtico (“codificador Q15

26、“) para su utilizacin en las tecnologas T.81; se ampla la precisin de entrada de la DCT a 16 bits; se facilita una lnea de base diferente en la que no se exige la codificacin Huffman. Las disposiciones de la Rec. UIT-T T.81 | ISO/CEI 10918-1 sern aplicables a esta Recomendacin con las excepciones, a

27、diciones y supresiones que se indican en esta Recomendacin. 2 Referencias 2.1 Referencias normativas Las siguientes Recomendaciones del UIT-T y otras referencias contienen disposiciones que, mediante su referencia en este texto, constituyen disposiciones de la presente Recomendacin. Al efectuar esta

28、 publicacin, estaban en vigor las ediciones indicadas. Todas las Recomendaciones y otras referencias son objeto de revisiones por lo que se preconiza que los usuarios de esta Recomendacin investiguen la posibilidad de aplicar las ediciones ms recientes de las Recomendaciones y otras referencias cita

29、das a continuacin. Se publica peridicamente una lista de las Recomendaciones UIT-T actualmente vigentes. En esta Recomendacin, la referencia a un documento, en tanto que autnomo, no le otorga el rango de una Recomendacin. Recomendacin UIT-T T.80 (1992), Componentes comunes de la compresin y comunica

30、cin de imgenes Principios bsicos. Recomendacin UIT-T T.81 (1992) | ISO/CEI 10918-1:1994, Tecnologa de la informacin Compresin digital y codificacin de imgenes fijas de tonos continuos Requisitos y directrices. 2.2 Referencias informativas Referencias adicionales relativas a la codificacin aritmtica:

31、 MARKS (K.M.): A JBIG-ABIC compression engine for digital document processing, IBM J. Res. Develop., Vol. 42, No. 6, pp. 753-758, 1998. KAMPF (F.A.): Performance as a function of compression, IBM J. Res. Develop., Vol. 42, No. 6, pp. 759-766, 1998. SLATTERY (M.S.) and MITCHELL (J.L.): The Qx-coder,

32、IBM J. Res. Develop., Vol. 42, No. 6, pp. 767-784, 1998. 2 Rec. UIT-T T.851 (09/2005) 3 Definiciones En esta Recomendacin se definen los trminos siguientes. 3.1 lnea de base diferente (secuencial): Tipo concreto de codificacin y decodificacin secuencial basado en la DCT que se especifica en esta Rec

33、omendacin. 3.2 relleno de bits: Procedimiento en el que el codificador aritmtico inserta un bit en el siguiente byte del segmento codificado por entropa despus de generar un byte XFF hexadecimal codificado. Este procedimiento sustituye el relleno de bytes. 4 Abreviaturas, siglas o acrnimos En esta R

34、ecomendacin se utilizan las siguientes abreviaturas, siglas o acrnimos. CEI Comisin electrotcnica internacional (international electrotechnical commission) ISO Organizacin internacional para la normalizacin (international organization for standardization) JPEG Grupo mixto de expertos en fotografa (C

35、omisin Mixta UIT-T | ISO/CEI encargada de desarrollar normas comunes para la codificacin de imgenes fijas de tonos continuos) 5 Convenios En esta Recomendacin se utilizan los siguientes convenios en lo relativo al nivel de obligacin: La obligacin firme se expresa con el futuro simple del verbo (futu

36、ro de mandato) o expresiones con significado de obligacin. La conveniencia, es decir una accin aconsejada pero no obligatoria, se expresa con el condicional del verbo modal “deber“ o expresiones que indican conveniencia. La opcin se expresa mediante el presente de indicativo del verbo “poder“ o expr

37、esiones de posibilidad En esta Recomendacin se utilizan los siguientes smbolos adicionales: a la letra ASCII “a“ (X61) c la letra ASCII “c“ (X63) JPG marcador utilizado para las ampliaciones JPEG, incluida la codificacin Q15 Lj longitud de los parmetros en el segmento JPG de las ampliaciones JPEG 2

38、nmero ASCII “2“ (X32) 6 Consideraciones generales Las disposiciones de la Rec. UIT-T T.81 | ISO/CEI 10918-1 sern aplicables a esta Recomendacin con las excepciones, adiciones y supresiones que se indican en esta Recomendacin. Cada vez que se utilice un codificador aritmtico en la Rec. UIT-T T.81 | I

39、SO/CEI 10918-1, ste debe reemplazarse por el definido en esta Recomendacin. A efectos de esta Recomendacin, el cuadro 1/T.81 | ISO/CEI 10918-1 se considerar ampliado con las adiciones que incluye el cuadro 1 que aparece a continuacin, en el que se han definido una lnea de base diferente y un conjunt

40、o de procesos alternativos. Rec. UIT-T T.851 (09/2005) 3 Cuadro 1/T.851 Resumen: Caractersticas esenciales de los procesos de codificacin adicionales Proceso de lnea base alternativo (requerido en todos los decodificadores basados en la DCT) Proceso basado en la DCT Imagen fuente: muestras de 8 bits

41、 en cada componente Secuencial Codificacin aritmtica Q15 Los decodificadores debern procesar las exploraciones de 1, 2, 3 y 4 componentes Exploraciones con y sin intercalado Procesos alternativos basados en la DCT ampliada Proceso basado en la DCT Imagen fuente: muestras de 8 bits a 16 bits Secuenci

42、al o progresivo Codificacin aritmtica (codificador Q15): 4 tablas de c.a. y 4 tablas de c.c. Los decodificadores debern procesar las exploraciones de 1, 2, 3 y 4 componentes Exploraciones con y sin intercalado Procesos alternativos sin prdidas Proceso predictivo (no basado en la DCT) Imagen fuente:

43、muestras de P bits (2 P 16) Secuencial Codificacin aritmtica (codificador Q15): 4 tablas de c.c. Los decodificadores debern procesar las exploraciones de 1, 2, 3 y 4 componentes Exploraciones con y sin intercalado Procesos jerrquicos alternativos Tramas mltiples (no diferenciales y diferenciales) Ut

44、ilizacin de procesos basados en la DCT ampliada o de procesos sin prdidas Los decodificadores debern procesar las exploraciones de 1, 2, 3 y 4 componentes Exploraciones con y sin intercalado 7 Lnea de base alternativa Para ser conforme con la lnea de base alternativa que se define en esta Recomendac

45、in, todo decodificador basado en la DCT deber incorporar tambin el proceso de decodificacin secuencial de lnea de base alternativa. El proceso secuencial de lnea de base alternativa comenzar con el marcador de ampliacin de JPG y los parmetros “ac2“ (por ejemplo, especifica la utilizacin del codifica

46、dor Q15). La precisin P a la entrada y de las muestras reconstruidas dentro de cada componente ser de 8 bits. Slo se permite un comienzo de trama (SOF9). Los decodificadores procesarn exploraciones intercaladas y no intercaladas de 1, 2, 3 y 4 componentes. Los valores de cuantificacin se expresarn e

47、n un byte (Pq = 0). 8 Formatos de datos comprimidos El cuadro B.1/T.81 | ISO/CEI 10918-1 deber sustituirse por el cuadro 2 que figura a continuacin. NOTA El marcador JPG se ha suprimido de los “marcadores de trama“ que aparecan en la Rec. UIT-T T.81 | ISO/CEI 10918-1 como “reservado para ampliacione

48、s del JPEG“ y se ha incorporado al grupo de “otros marcadores“, donde figuran con la descripcin “ampliaciones del JPEG“. 4 Rec. UIT-T T.851 (09/2005) Cuadro 2/T.851 Asignaciones de cdigos de marcador Cdigo asignado Smbolo Descripcin Marcadores de comienzo de trama, codificacin aritmtica no diferencial con el codificador Q15 XFFC9 XFFCA XFFCB SOF9SOF10SOF11DCT secuencial ampliada DCT progresiva Sin prdidas (secuencial) Marcadores de comienzo de trama, codificacin aritmtica diferencial con el codificador Q15 XFFCD XFFCE XFFCF