ITU-T T 88 FRENCH-2000 Information technology - Lossy lossless coding of bi-level images《信息技术 双级图像有损 无损编码 T系列 信息通讯业务终端》.pdf

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1、 UNION INTERNATIONALE DES TLCOMMUNICATIONS UIT-T T.88SECTEUR DE LA NORMALISATION DES TLCOMMUNICATIONS DE LUIT (02/2000) SRIE T: TERMINAUX DES SERVICES TLMATIQUES Technologies de linformation Codage avec ou sans perte des images au trait Recommandation UIT-T T.88 (Antrieurement Recommandation du CCIT

2、T) Rec. UIT-T T.88 (2000 F) i NORME INTERNATIONALE ISO/CEI 14492 RECOMMANDATION UIT-T T.88 TECHNOLOGIES DE LINFORMATION CODAGE AVEC OU SANS PERTE DES IMAGES AU TRAIT Rsum La prsente Recommandation | Norme internationale, officieusement appele “JBIG2“, dfinit une mtode de codage pour les images deux

3、niveaux (par exemple les imprims en noir et blanc). Il sagit dimages se composant dun unique plan binaire rectangulaire dont chaque pixel ne prend quune de deux couleurs possibles. La prsente Recommandation | Norme internationale, a t explicitement labore pour une compression dimages avec pertes, sa

4、ns pertes et avec pertes convergeant vers zro. Source La Recommandation T.88 de lUIT-T, a t approuve le 10 fvrier 2000. Un texte identique est publi comme Norme Internationale ISO/CEI 14492. ii Rec. UIT-T T.88 (2000 F) AVANT-PROPOS LUIT (Union internationale des tlcommunications) est une institution

5、 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 sujet des Recommandations en vue de la normalisati

6、on des tlcommunications lchelle mondiale. La Confrence mondiale de normalisation des tlcommunications (CMNT), qui se runit tous les quatre ans, dtermine les thmes dtude traiter par les Commissions dtudes de lUIT-T, lesquelles laborent en retour des Recommandations sur ces thmes. Lapprobation des Rec

7、ommandations par les Membres de lUIT-T seffectue selon la procdure dfinie dans la Rsolution 1 de la CMNT. Dans certains secteurs des technologies de linformation qui correspondent la sphre de comptence de lUIT-T, les normes ncessaires se prparent en collaboration avec lISO et la CEI. NOTE Dans la pr

8、sente 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 ou la mise en uvre de la prsente Recomma

9、ndation 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 tierce partie trangre la procdure dlaborat

10、ion des Recommandations. A la date dapprobation de la prsente Recommandation, lUIT navait pas t avise de lexistence dune proprit intellectuelle protge par des brevets acqurir pour mettre en uvre la prsente Recommandation. Toutefois, comme il ne sagit peut-tre pas de renseignements les plus rcents, i

11、l est vivement recommand aux responsables de la mise en uvre de consulter la base de donnes des brevets du TSB. UIT 2001 Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y c

12、ompris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lUIT. Rec. UIT-T T.88 (2000 F) iii TABLE DES MATIRES Page 0 Introduction vii 0.1 Interprtation et utilisation des prescriptions vii 0.1.1 Objet du codage JBIG2 . vii 0.1.2 Relation entre segments et documents. viii 0.1.3 Structure et utili

13、sation des segments viii 0.1.4 Reprsentations internes ix 0.1.5 Rsultats du dcodage . ix 0.1.6 Procdures de dcodage xi 0.2 Codage avec pertes xii 0.2.1 Codage des symboles xii 0.2.2 Codage gnrique xii 0.2.3 Codage des dgrads . xii 0.2.4 Consquences dune segmentation inadquate xiii 1 Domaine dapplica

14、tion 1 2 Rfrences normatives 1 3 Termes et dfinitions 1 4 Symboles et abrviations 3 4.1 Abrviations 4 4.2 Dfinition des symboles 4 4.3 Dfinition des oprateurs 12 5 Conventions 12 5.1 Conventions typographiques . 12 5.2 Notation binaire. 12 5.3 Notation hexadcimale 12 5.4 Syntaxe des valeurs dentier

15、12 5.4.1 Condensation du flux binaire. 12 5.4.2 Valeurs en octets multiples 13 5.4.3 Numrotage des lments binaires 13 5.4.4 Signe des valeurs. 13 5.5 Notation et conventions relatives aux tables . 13 5.6 Conventions relatives aux images et aux phototrames 13 6 Procdures de dcodage 13 6.1 Introductio

16、n aux procdures de dcodage . 13 6.2 Procdure de dcodage de la rgion gnrique . 14 6.2.1 Description gnrale 14 6.2.2 Paramtres dentre 15 6.2.3 Valeur de retour. 15 6.2.4 Variables utilises lors du dcodage 16 6.2.5 Dcodage par gabarit et codage arithmtique 16 6.2.6 Dcodage au moyen du codage MMR. 20 6.

17、3 Procdure de dcodage de la rgion gnrique par raffinement 21 6.3.1 Description gnrale 21 6.3.2 Paramtres dentre 22 6.3.3 Valeur de retour. 22 6.3.4 Variables utilises lors du dcodage 22 6.3.5 Dcodage par gabarit et codage arithmtique 23 iv Rec. UIT-T T.88 (2000 F) Page 6.4 Procdure de dcodage de la

18、rgion alphanumrique 26 6.4.1 Description gnrale 26 6.4.2 Paramtres dentre 26 6.4.3 Valeur de retour. 27 6.4.4 Variables utilises lors du dcodage 28 6.4.5 Dcodage de la rgion alphanumrique. 28 6.4.6 Diffrence delta T entre deux bandes 31 6.4.7 Coordonne S de la premire instance de symbole . 31 6.4.8

19、Coordonne S de linstance de symbole suivante 32 6.4.9 Coordonne T dune instance de symbole . 32 6.4.10 Identificateur symbolique dinstance de symbole 32 6.4.11 Matrice dinstance de symbole. 32 6.5 Procdure de dcodage par dictionnaire de symboles . 33 6.5.1 Description gnrale 33 6.5.2 Paramtres dentr

20、e 34 6.5.3 Valeur de retour. 35 6.5.4 Variables utilises lors du dcodage 35 6.5.5 Dcodage par dictionnaire de symboles 35 6.5.6 Hauteur diffrentielle entre classes de hauteur 38 6.5.7 Largeur diffrentielle. 38 6.5.8 Matrice de symbole . 38 6.5.9 Matrice collective des classes de hauteur 41 6.5.10 Sy

21、mboles exports. 41 6.6 Procdure de dcodage de la rgion de dgrad 42 6.6.1 Description gnrale 42 6.6.2 Paramtres dentre 42 6.6.3 Valeur de retour. 42 6.6.4 Variables utilises lors du dcodage 42 6.6.5 Dcodage de la rgion de dgrad. 42 6.7 Procdure de dcodage du dictionnaire de structures 46 6.7.1 Descri

22、ption gnrale 46 6.7.2 Paramtres dentre 46 6.7.3 Valeur de retour. 47 6.7.4 Variables utilises lors du dcodage 47 6.7.5 Dcodage du dictionnaire de structures. 47 7 Procdure de dcodage des commandes. 48 7.1 Description gnrale 48 7.2 Syntaxe den-tte de segment 49 7.2.1 Champs den-tte de segment 49 7.2.

23、2 Numro de segment. 49 7.2.3 Fanions den-tte de segment. 49 7.2.4 Fanions de dcompte et de rtention de segment rfrenc. 50 7.2.5 Numrotation des segments rfrencs . 51 7.2.6 Association de page un segment. 51 7.2.7 Longueur des donnes de segment 51 7.2.8 Exemple den-tte de segment . 52 7.3 Types de se

24、gment 52 7.3.1 Rgles de rfrenciation aux segments 54 7.3.2 Rgles dassociation aux pages 54 7.4 Syntaxes des segments 55 7.4.1 Champ dinformation de segment de rgion 55 7.4.2 Syntaxe du segment de dictionnaire de symboles . 56 7.4.3 Syntaxe dun segment de rgion alphanumrique 60 7.4.4 Syntaxe dun segm

25、ent de dictionnaire de structures 70 7.4.5 Syntaxe dun segment de rgion de dgrad 71 7.4.6 Syntaxe dun segment de rgion gnrique 74 7.4.7 Syntaxe dune rgion gnrique par raffinement . 76 7.4.8 Syntaxe dun segment dinformations de page. 78 Rec. UIT-T T.88 (2000 F) v Page 7.4.9 Syntaxe de segment de fin

26、de page 79 7.4.10 Syntaxe de segment de fin de bande 80 7.4.11 Syntaxe de segment de fin de fichier. 80 7.4.12 Syntaxe de segment de profils. 80 7.4.13 Syntaxe de segment de table de codage. 81 7.4.14 Syntaxe de segment dextension 81 7.4.15 Types dextension dfinis 81 8 Mise en page. 82 8.1 Modle du

27、dcodeur 82 8.2 Composition dune image de page. 82 Annexe A Procdure de dcodage arithmtique dun entier 86 A.1 Description gnrale 86 A.2 Procdure de dcodage de valeurs (sauf procdure IAID) 86 A.3 Procdure de dcodage IAID 88 Annexe B Procdure de dcodage par table de Huffman 90 B.1 Description gnrale 90

28、 B.2 Structure dune table de codage. 90 B.2.1 Fanions dune table de codage . 91 B.2.2 Valeur minimale dune table de codage. 92 B.2.3 Valeur maximale dune table de codage 92 B.3 Attribution des codes de prfixe 92 B.4 Utilisation dune table de Huffman 92 B.5 Tables de Huffman normalises 94 Annexe C Pr

29、ocdure de dcodage dune image en chelle de gris 101 C.1 Description gnrale 101 C.2 Paramtres dentre 101 C.3 Valeur de retour. 101 C.4 Variables utilises lors du dcodage . 101 C.5 Dcodage de limage en chelle de gris. 102 Annexe D Formats de fichier 103 D.1 Organisation squentielle 103 D.2 Organisation

30、 accs alatoire . 103 D.3 Organisation imbrique. 104 D.4 Syntaxe den-tte de fichier . 104 D.4.1 Chane didentificateur. 104 D.4.2 Fanions den-tte de fichier 105 D.4.3 Nombre de pages . 105 Annexe E Codage arithmtique 106 E.1 Codage binaire 106 E.1.1 Subdivision rcurrente des intervalles. 106 E.1.2 Con

31、ventions et approximations de codage 106 E.2 Description du codeur arithmtique 107 E.2.1 Conventions du registre de squences du codeur 108 E.2.2 Codage dune dcision (ENCODE) . 108 E.2.3 Codage dun 1 ou dun 0 (CODE1 et CODE0) 108 E.2.4 Codage dun symbole MPS ou LPS (CODEMPS et CODELPS) 109 E.2.5 Esti

32、mateur de probabilit. 110 E.2.6 Renormalisation dans le codeur (RENORME) 111 E.2.7 Sortie de donnes comprimes (BYTEOUT) 112 E.2.8 Initialisation du codeur (INITENC). 112 E.2.9 Terminaison du codage (FLUSH) . 112 E.2.10 Minimisation des donnes comprimes. 114 vi Rec. UIT-T T.88 (2000 F) Page E.3 Procd

33、ure de dcodage arithmtique. 115 E.3.1 Conventions du registre de squences du dcodeur. 115 E.3.2 Dcodage dune dcision (DECODE) 116 E.3.3 Renormalisation dans le dcodeur (RENORMD) . 116 E.3.4 Entre de donnes comprimes (BYTEIN) . 119 E.3.5 Initialisation du dcodeur (INITDEC). 119 E.3.6 Resynchronisatio

34、n du dcodeur. 119 E.3.7 Rinitialisation des statistiques de codage arithmtique 120 E.3.8 Sauvegarde des statistiques de codage arithmtique . 120 Annexe F Profils . 121 Annexe G Procdure de dcodage arithmtique (conventions logicielles) . 124 Annexe H Exemple de flux de donnes et squence dessai . 126

35、H.1 Exemple de flux de donnes 126 H.2 Squence dessai pour codeur arithmtique. 148 Bibliographie 154 Rec. UIT-T T.88 (2000 F) vii 0 Introduction La prsente Recommandation | Norme internationale, officieusement appele JBIG2, dfinit une mthode de codage pour les images deux niveaux (par exemple imprims

36、 en noir et blanc). Il sagit dimages se composant dun unique plan binaire rectangulaire dont chaque pixel ne prend quune des deux couleurs possibles. Les images polychromes doivent tre traites au moyen dune norme de niveau suprieur comme la Recommandation UIT-T T.44, qui est en cours de rdaction par

37、 le Groupe mixte dexperts en images deux niveaux (JBIG), “quipe collaborative“ cre en 1988, qui rend compte la fois au GT1 de lISO/CEI JTC 1/SC29 et lUIT-T. La compression de ce type dimage est galement traite par des normes portant sur la tlcopie, par exemple par les algorithmes de compression des

38、Recommandations UIT-T T.4 (MH, MR), T.6 (MMR), T.82 (JBIG1) et T.85 (profil dapplication du format JBIG1 pour la tlcopie). En dehors de son application vidente la tlcopie, le format JBIG2 sera utile pour la mmorisation et larchivage des documents, le codage des images sur la toile mondiale (WWW), la

39、 transmission de donnes sans fil, la gestion des impressions diffres et mme les tlconfrences. A la suite dun processus qui sest achev en 1993, le groupe JBIG a tabli une premire norme de codage, officiellement dsigne comme Recommandation UIT-T T.82 | Norme internationale ISO/CEI 11544, qui est offic

40、ieusement connue sous lappellation JBIG ou JBIG1. Ce dernier format est destin permettre un codage sans pertes et progressif ( pertes convergeant vers zro). Bien que le format JBIG1 permette le codage avec pertes, les images avec pertes ainsi obtenues ont une qualit nettement infrieure aux images or

41、iginales parce que le nombre de pixels contenus dans ces images ne peut pas dpasser un quart de ceux de limage originale. En revanche, le format JBIG2 a t explicitement labor pour une compression dimages avec pertes, sans pertes et avec pertes convergeant vers zro. Lobjectif thorique assign au forma

42、t JBIG2 tait dobtenir une meilleure performance de compression sans pertes que celle des normes existantes et de permettre une compression avec pertes des taux beaucoup plus levs que ceux des normes existantes sans dgradation de qualit visuelle ou presque. Par ailleurs, le format JBIG2 permet un cod

43、age qualitativement progressif (allant dune qualit infrieure une qualit suprieure ou sans pertes) et un codage quantitativement progressif (ajoutant diffrents types de donnes dimage, par exemple du texte dabord puis des dgrads). Un codeur JBIG2 typique dcompose limage bitonale dentre en plusieurs rg

44、ions et code sparment ces rgions au moyen dune mthode de codage diffrente. Une telle dcomposition fonde sur le contenu est trs souhaitable, en particulier dans les applications multimdias interactives. Le format JBIG2 peut galement traiter une srie dimages (document de plusieurs pages) dune faon exp

45、licite. Comme cela est normal dans une norme de compression dimage, la norme JBIG2 dfinit explicitement les exigences dun flux binaire compatible et dfinit ensuite le comportement du dcodeur. Elle ne dfinit pas explicitement un codeur normalis mais elle est assez flexible pour autoriser des codeurs

46、de conception volue. En fait, la conception du codeur sera un facteur dterminant pour diffrencier des ralisations JBIG2 concurrentes. Bien que la prsente Recommandation | Norme internationale soit rdige en termes dactions excutes par des dcodeurs pour interprter un flux binaire, tout dcodeur qui pro

47、duit le rsultat correct (tel que dfini par ces actions) sera compatible, quelles que soient les actions quil excute rellement. Les Annexes A, B, C, D, E et F sont normatives et font donc partie intgrante de la prsente Recommandation | Norme internationale. Les Annexes G et H sont informatives et ne font donc pas partie intgrante de la prsente Recommandation | Norme internationale. 0.1 Interprtation et utilisation des prescriptions Cette section est informative et conue pour faciliter linterprtation des prescriptions de la prsente Recommandation | Norme internationale. Ces prescription