Dự thảo Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG2000 Các mở rộng đối với dữ liệu ba chiều

BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG -  - THUYẾT MINH DỰ THẢO TIÊU CHUẨN QUỐC GIA HỆ THỐNG MÃ HÓA HÌNH ẢNH JPEG2000 – CÁC MỞ RỘNG ĐỐI VỚI DỮ LIỆU BA CHIỀU HÀ NỘI -2015 MỤC LỤC 2 Tên gọi ký hiệu tiêu chuẩn “Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 – Các mở rộng liệu ba chiều” Ký hiệu tiêu chuẩn: TCVN xxxx:xxxx Tình hình chuẩn hóa mã hóa ảnh tĩnh 2.1 Các chuẩn mã hóa ảnh tĩnh 2.1.1 Chuẩn mã hóa PNG Portable Network Graphics (PNG) phương thức mã hóa định dạng hình ảnh sử dụng thuật toán nén không liệu PNG tạo để cải tiến thay định dạng GIF (Graphics Interchange Format) định dạng tập tin hình ảnh không yêu cầu quyền PNG hỗ trợ hình ảnh dựa bảng màu (24 bit RGB 32 bit RGBA), ảnh xám (có kênh alpha), ảnh RGB (có kênh alpha) PNG cung cấp lựa chọn suốt Với hình ảnh màu thực màu xám, giá trị điểm ảnh xác định suốt kênh alpha thêm vào (cho phép tỷ lệphần trăm độ suốt sử dụng) PNG sử dụng rộng rãi mạng internet hỗ trợ tính suốt, sử dụng thuật toán nén không liệu 2.1.2 Chuẩn mã hóa MPEG-4 VTC MPEC-4 VTC thuật toán sử dụng để nén ảnh tĩnh sau lại sử dụng ảnh chụp 3D thực tế Phương pháp dựa biến đổi sóng rời rạc (DWT), lượng tử scala, mã hóa số học Đặc tính ưu việt MPEG-4 VTClà lực mã hóa đối tượng có định dạng tùy ý Khả thực phương tiện DWT thích ứng theo định dạng mã hóa định dạng MPEG-4 Một số đối tượng mã hóa riêng rẽ, với chất lượng khác , sau tập hợp giải mã để thu ảnh giải mã cuối Tuy nhiên, MPEG-4-VTC không hỗ trợ mã hóa không tổn thất 2.1.3 Các chuẩn mã hóa JPEG Có nhiều phương pháp nén ảnh, dựa nguyên tắc tìm “phần tử thừa” liệu mã hóa chúng theo nhiều mức độ khác Một công nghệ nén ảnh tương đối hiệu làm việc với ảnh kích cỡ lớn, nhiều màu công nghệ JPEG (Joint Photographic Experts Group) Tiêu chuẩn JPEG – Định dạng ảnh JPEG tiêu chuẩn nén ảnh phát triển Nhóm chuyên gia xử lý ảnh JPEG thành lập năm 1986 với hợp tác tổ chức ITU (International Telecommunication Union – Liên minh Viễn thông quốc tế), ISO (International Organization for Standardization – Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế) IEC (International Electrotechnical Commission - Ủy ban Kỹ thuật điện tử quốc tế), tiêu chuẩn đặt tên nhóm JPEG Kỹ thuật đạt hệ số nén tám mươi lần so với ảnh gốc Tuy nhiên, hệ số nén cao hình ảnh sau giải nén bị sai lệch nhiều hơn, gần giống ban đầu không đạt hoàn toàn hình ảnh gốc Dù với mắt thường khó nhận điều khác biệt Nguyên lý phương pháp nén JPEG là: Cắt hình ảnh thành khối nhỏ, phân tích tất liệu màu sắc, độ sáng mà khối chứa phương trình ma trận Ảnh màu không gian RGB (Red, Green, Blue) chuyển đổi qua hệ YUV Trong thị giác người lại nhạy cảm với hệ Y, nhạy cảm nhiều với hệ U, V Hệ thống nén thành phần Y ảnh mức độ nhiều so với U V Kế tiếp dùng biến đổi Cosin rời rạc, sau mã hóa theo phương pháp Hoffman Khi giải nén ảnh, bước thực thi làm ngược lại trình nói Tiêu chuẩn có hai phương pháp nén ảnh là: phương pháp dựa biến đổi cosin rời rạc (Discrete Cosine Transformation - DCT) đặc tả dành cho nén ảnh có tổn thất (lossy) phương pháp tiên đoán (predictive) đặc tả dành cho nén ảnh không tổn thất (lossless) Chuẩn JPEG ban đầu nhận đón nhận rộng rãi có mặt khắp nơi thông qua ứng dụng máy tính: khuôn dạng cho ảnh chụp web toàn cầu sử dụng rộng rãi lưu trữ hình ảnh Hơn nữa, ảnh số hóa ngày phổ biến với người dùng yêu cầu chất lượng ngày tăng lên, vấn đề xử lý hình ảnh tăng theo Tuy nhiên, việc nén hình ảnh không làm giảm dung lượng lưu trữ yêu cầu băng thông, mà cho để nguyên ghép tách, ghép để xếp xử lý đáp ứng mục tiêu ứng dụng thiết bị cụ thể Ngoài ra, yêu cầu hiệu suất nén tốt với tỷ số nén cao dẫn tới phát triển tiêu chuẩn JPEG 2000 Tháng 12 năm 2000, Nhóm ban hành tiêu chuẩn JPEG 2000 Phần với tên thức tiêu chuẩn ISO/IEC 15444-1 | ITU-T T.800 Tiêu chuẩn JPEG 2000 sử dụng mã hóa co giãn độ phân giải (scalable) ảnh tĩnh liên tục (từ có tổn thất đến không tổn thất) dựa biến đổi wavelet Tiêu chuẩn không cung cấp khả nén ảnh với chất lượng hiệu cao hệ thống JPEG mà có khả biểu diễn ảnh với nhiều tính hơn, hỗ trợ luồng bit đáp ứng nhiều ứng dụng có ứng dụng Hiện có phiên JPEG công bố sau: 2.1.3.1 Tiêu chuẩn JPEG năm 1992 Tiêu chuẩn JPEG sử dụng mã hóa ảnh tĩnh liên tục có tổn thất (lossy) dựa biến đổi cosin rời rạc DCT, ITU công bố tiêu chuẩn viễn thông ITU-T Recommendation T.81 công nhận tiêu chuẩn quốc tế với tên thức ISO/IEC 10918-1:1994 Mục tiêu tiêu chuẩn JPEG năm 1992 hỗ trợ nén ảnh với nhiều kích cỡ/không gian màu sắc, với tỉ lệ nén theo yêu cầu người dùng, hỗ trợ tái tạo lại ảnh với chất lượng cao hỗ trợ quản lý mức độ phức tạp tính toán nén ảnh Bảng 1: Các tiêu chuẩn quốc tế mã hóa hình ảnh JPEG N ă m H ọ tiêu chuẩ n P h ầ n S c ố ô ISO n /IE g C Số ITU Tên tiêu chuẩn b ố JP EG I P h ầ n / U-T Công nghệ thông tin – Nén số IEC Rec mã hóa ảnh có sắc độ liên tục 109 T 18- – Yêu cầu hướng dẫn 81 I P h ầ n IT SO SO / IEC 109 18- IT U-T Rec T.83 Công nghệ thông tin – Nén số mã hóa ảnh có sắc độ liên tục – Bài đo tuân thủ P I IT Công nghệ thông tin – Nén số h SO U-T mã hóa ảnh có sắc độ liên tục ầ / Rec – Phần mở rộng n IEC T.84 N ă m H ọ tiêu chuẩ n P h ầ n S c ố ô ISO n /IE g C Số ITU Tên tiêu chuẩn b ố 109 18- 3 I P h ầ n SO / IEC 109 184 IT U-T Rec T.86 mã hóa ảnh có sắc độ liên tục – Đăng ký JPEG Profiles, SPIFF Profiles, SPIFF Tags, không gian màu SPIFF, APPn Markers, loại nén SPIFF quan đăng ký (REGAUT) P I Công nghệ thông tin – Nén số h SO mã hóa ảnh có sắc độ liên tục ầ / – JPEG File Interchange Format n IEC (JFIF) 109 185 FC Công nghệ thông tin – Nén số N ă m H ọ tiêu chuẩ n P h ầ n S c ố ô ISO n /IE g C Số ITU Tên tiêu chuẩn b ố D 2.1.3.2 Tiêu chuẩn JPEG-LS Tiêu chuẩn JPEG-LS sử dụng mã hóa ảnh tĩnh liên tục không tổn thất (lossless) tổn thất (nearlossless) dựa mã hóa tiên đoán mã hóa ngẫu nhiên, công bố tiêu chuẩn quốc tế ISO/IEC IS 14495-1|ITU-T Recommendation T.87 Bảng 2: Các tiêu chuẩn quốc tế mã hóa hình ảnh JPEG-LS N ă m H ọ P c Số tiêu h ô ISO/ chuẩ ầ n IEC n n g Số ITU Tên tiêu chuẩn b ố P h JP EGLS ầ n IS O IEC 1449 5-1 P h ầ n 0 / IT Công nghệ thông tin – Nén U-T không tổn thất gần không Rec tổn thất ảnh có sắc độ liên tục – T.87 Cơ sở IS O IT / U-T IEC Rec 1449 T.87 5-2 Công nghệ thông tin – Nén không tổn thất gần không tổn thất ảnh có sắc độ liên tục – Các mở rộng 2.1.3.3 Tiêu chuẩn JPEG 2000 Kỹ thuật nén JPEG làm thông tin lúc giải nén, nén với hệ số cao thông tin nhiều giải nèn Công nghệ JPEG 2000 giải vấn đề Với JPEG 2000 kỹ thuật xử lý hình ảnh đạt kết khả quan nén nhỏ từ 100-200 lần mà hình ảnh không sai sót so với hình ảnh gốc JPEG 2000sử dụng mã hóa co giãn (scalable) ảnh tĩnh liên tục (từ có tổn thất đến không tổn thất) dựa biến đổi wavelet (một công cụ xử lý tín hiệu thành công, đặc biệt xử lý ảnh) Là tiện ích toán học cho phép mô tả công thức đơn giản xảy thời điểm xác tín hiệu Với chuỗi sóng ngắn, cần biểu diễn vài công thức, đường biểu diễn không mà không cần phải mô tả đặc tính điểm Và lẽ dĩ nhiên đắc lực phân tích tỉ mỉ file ảnh kỹ thuật số Thuật toán kỹ thuật JPEG 2000 chọn số nhỏ sóng ngắn, sóng lập lại nơi khác nhau, tỷ lệ khác mô tả xác tín hiệu hình ảnh File ảnh nén không chứa nhiều số lượng vị trí giãn nở sóng ngắn Và kỹ thuật mã hóa theo khối, theo khu vực ưu tiên hình ảnh (ROI -Regional Of Interest) áp dụng tiến đáng kể thuật toán mã hóa JPEG 2000 Tiêu chuẩn JPEG 2000 không cung cấp khả nén ảnh với chất lượng hiệu cao hệ thống JPEG mà có khả biểu diễn ảnh với nhiều tính hơn, hỗ trợ bit-stream (chuỗi bit mã hóa giải mã phần chứa đoạn mã hóa liệu ngẫu nhiên) đáp ứng nhiều ứng dụng có ứng dụng Không giống tiêu chuẩn JPEG truyền thống, kỹ thuật mã hóa dựa biến đổi cosin rời rạc (DCT – Dicrete Cosin Transform) dùng mã hóa Huffman, JPEG 2000 sử dụng kỹ thuật mã hóa sóng rời rạc (DWT – Decrete Wavelet Transform) dùng mã hóa số học Sử dụng DWT cho phép nâng cao độ phân giải tần số mang tính không gian thể biến đổi hình ảnh Sơ đồ khối trình nén giải nén theo chuẩn JPEG 2000 mô tả hình 10 Hình 3: Minh họa tính ROI JPEG 2000 tính đặc biệt ưu việt JPEG, khả vượt trội khôi phục lỗi Đó ảnh truyền mạng viễn thông thông tin bị nhiễu, với chuẩn nén ảnh JPEG nhiễu thu vào hiển thị, nhiên với JPEG 2000, đặc trưng phép mã hóa chống lỗi, JPEG 2000 giảm thiểu lỗi với mức hầu hư Bảng sau so sánh tính JPEG 2000 với số chuẩn nén ảnh JPEG – LS, JPEG, PNG, MPEG - VTC (Dấu + biểu thị chuẩn có chức tương ứng, số dấu + nhiều chuẩn thực chức tương ứng tốt; dấu – biểu thị chuẩn tương ứng không hỗ trợ tính đó) Bảng 5: So sánh tính JPEG 2000 với chuẩn nén ảnh tĩnh khác JPEG 2000 19 JPEG LS JPEG MPEG – VTC PNG Khả nén ảnh không tổn thất +++ ++++ + - +++ Khả nén ảnh có tổn thất +++++ + +++ ++++ - Khả lũy tiến khôi phục ảnh +++++ - ++ +++ + JPEG 2000 Kỹ thuật mã hóa theo vùng ROI JPEG LS JPEG MPEG – VTC PNG +++ - - + - - - - ++ - Khả truy cập ngẫu nhiên dòng bít ảnh nén ++ - - - - Tính đơn giản ++ +++++ +++++ + +++ +++ ++ ++ +++ + Khả thay đổi tỉ lệ nén +++ - - + - Tính mềm dẻo (khả nén nhiều loại ảnh khác nhau) +++ +++ ++ ++ +++ Khả tương tác với vật thể có hình dạng Khả khôi phục lỗi Với tính ưu việt phân tích trên, tại, ISO ủy ban JPEG đưa khuyến nghị thay JPEG JPEG 2000 Nhu cầu xây dựng tiêu chuẩnJPEG 2000 tiêu chuẩn “Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 - Các mở rộng liệu ba chiều” 3.1 Bộ tiêu chuẩn JPEG 2000: - Ngày 23/12/2013 Bộ Thông tin Truyền thông ban hành Thông tư số 22/2013/TT-BTTTT công bố Danh mục tiêu chuẩn kỹ thuật ứng dụng CNTT quan nhà nước, JPEG xếp vào nhóm Tiêu chuẩn truy cập thông tin bốn tiêu chuẩn bắt buộc lựa chọn áp dụng cho ảnh đồ họa 20 - Việc ban hành Danh mục tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho hệ thống thông tin quan nhà nước với mục tiêu bảo đảm kết nối thông suốt, đồng khả chia sẻ, trao đổi thông tin an toàn, thuận tiện quan nhà nước quan nhà nước với tổ chức, cá nhân Việc đặt vấn đề phải áp dụng tiêu chuẩn danh mục mà trước tiên phải nắm rõ nội dung, mục đích tiêu chuẩn - Chuẩn JPEG 2000 hỗ trợ hầu hết thiết bị/phần mềm ứng dụng CNTT như: thiết bị lưu trữ, máy ảnh, máy scan,…, phần mềm xử lý ảnh, đọc file,… nhiều thị trườngứng dụng khácbên cạnh chuẩn nén ảnh thông dụng PNG, MPEG-4 VTC, … Các ứng dụngáp dụng JPEG 2000: Một số thị trường ứng dụng áp dụng tiêu chuẩnJPEG 2000: - Cácứng dụng tiêu dùng, ví dụ thiết bịđa phương tiện (ví dụ: camera số, hỗ trợ số hóa cá nhân, điện thoại di động 3G, máy fax, máyảnh, máy quét màu, …) - Truyền thông máy chủ/máy khách(ví dụ: Internet, Image database, Video streaming, video server, ) - Quân sự/giám sát (ví dụ, ảnh vệ tinh HD, phát chuyểnđộng, ) - Xử lýảnh y tế, đặc biệt cácđặc tảDICOM cho trao đổi liệu y tế - Sinh trắc học - Thăm dò từ xa - Ghi, biên tập lưu trữ video chất lượng cao - Các nội dung hìnhảnhAudio-visual số cho việc lưu trữ số hóa thời gian dài Cácchương trìnhứng dụng thư viện hiệnđã hỗ trợ JPEG 2000: Bảng 6: Các chương trìnhứng dụng hỗ trợ JPEG 2000 21 Cơ bản* Đọc Có Có Có Có Có Có Có Có Có Có Có Có Có 22 M Cơ bản* Đọc qua toolbox Có Có Có Có Chú thích: “Cơ bản” nghĩa Phần tiêu chuẩn JPEG 2000, “Nâng cao” nghĩa Phần tiêu chuẩn JPEG 2000 Bảng 7: Các chương trình thư viện hỗ trợ JPEG 2000: Cơ Ngôn Nâng cao ngữ Chương trình Đọc 23 Viết Đọc Viết J2K-Codec Có Không Có Không C++ JasPer Có Có Không Không C Kakadu Có Có Có Có C++ LEADTOOLS Có Có Có Có C++, NET Cơ Ngôn Nâng cao ngữ Chương trình Đọc Viết Đọc Viết OpenJPEG Có Có Có Có BOI codec Có Có Không Không C Java Như vậy, theo so sánh phần khảo sát cho thấy: - Các tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh tổ chức quốc tế xây dựng bước ban hành Tuy nhiên, Việt Nam, chưa có tiêu chuẩn lĩnh vực ban hành Do vậy, để giúp tổ chức áp dụng thuận lợi hiệu tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh Việt Nam việc xây dựng tiêu chuẩn cho lĩnh vực cần thiết - JPEG 2000 đánh giá chuẩn mã hóa hình ảnh tiên tiến với nhiều ưu điểm so với chuẩn mã hóa hình ảnh khác hỗ trợ rộng rãi giới Do đó, để việc ứng dụng CNTT Việt Nam bắt nhịp với phát triển công nghệ giới việc xây dựng tiêu chuẩn JPEG 2000 hợp lý - Tại Việt Nam, tiêu chuẩn ứng dụng cho số trường hợp sau: o sử dụng cho nhà phát triển ứng dụng CNTT Việt Nam việcđề xuất giải pháp tiên tiến o sử dụng cho mục đích đào tạo công nghệ o sử dụng việc lựa chọn thiết bị/phần mềm phục vụ ứng dụng công nghệ thông tin Việt Nam 24 3.2 Tiêu chuẩn “Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 - Các mở rộng liệu ba chiều” Tiêu chuẩn “Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 - Các mở rộng liệu ba chiều” tiêu chuẩn quan trọng JPEG 2000 bên cạnh hai tiêu chuẩn làITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1“Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Hệ thống mã hóa lõi”và ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2“Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Các mở rộng” Tiêu chuẩn cung cấp mở rộng cho tính hệ thống mã hóa hình ảnh lõi JPEG 2000trong ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1và số tính ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2để xử lý ảnh theo ba chiều Trong có phần mở rộng cho tính mã hóa theo vùng quan tâm Đây ưu điểm bật mã hóa hình ảnh JPEG 2000 Do vậy: - Việc xây dựng tiêu chuẩn cần thiết nhằm bổ sung thêm tính tiên tiến cho hệ thống mã hóa JPEG 2000 lõi - Tiêu chuẩn nàycũng góp phần làm đầy đủ tiêu chuẩn quốc gia JPEG 2000 trình xây dựng - Để tiêu chuẩn thực cóý nghĩaứng dụng thực tiễn tiêu chuẩn phảiđược ban hành với tiêu chuẩn sở là“Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Hệ thống mã hóa lõi” (trên sởITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1) “Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Các mở rộng” (trên sởITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2) Sở xây dựng tiêu chuẩn Bộ tiêu chuẩn ISO/IEC 15444 với 14 phần đề cập đến vấn đề hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 (đã liệt kê phần 2.1.1) Các tiêu chuẩn thành phần tiêu chuẩn sử dụng làm tài liệu tham chiếu để xây dựng thành tiêu chuẩn quốc gia Do vậy, để đảm bảo phù hợp thống với tiêu chuẩn bộ, đảm bảo đầy đủ tiêu chuẩn quốc gia JPEG 2000, tiêu 25 chuẩn ISO/IEC 15444-10:2011 sử dụng làm tài liệu tham chiếu để xây dựng tiêu chuẩn hệ thống mã hóa JPEG 2000 - mở rộng liệu ba chiều 4.1 Tiêu chuẩn ISO/IEC 15444-10 Tiêu chuẩn công bố vào năm 2011 Đây phần tiêu chuẩn ISO/IEC 15444, cung cấp mở rộng ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2 cho tập liệu dạng khối logic Cụ thể là, tiêu chuẩn trì tất tính cú pháp tiêu chuẩn ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1, phần tính ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2 ảnh đa thành phần, cung cấp tùy chọn mở rộng cho số tính Trong nội dung này, tiêu chuẩn đưa đặc tả đẳng hướng cho tập liệu ba chiều, tức là, đưa tính xử lý đồng tất ba chiều chí cú pháp dòng mã ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2 khác hai trục không gian trục thành phần chéo Các mô hình ngữ cảnh sử dụng tiêu chuẩn giống mô hình ngữ cảnh ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2 Các mô hình ngữ cảnh cải tiến giới thiệu tài liệu bổ sung Tiêu chuẩn đưa phương pháp nén không tổn thất (bảo toàn bit) nén có tổn thất để mã hóa ảnh lập thể màu số hóa có sắc độ liên tục, hai mức, thang màu xám ảnh lập thể đa thành phần Các phương pháp mở rộng phần tử hệ thống mã hóa lõi mô tả ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2 Các mở rộng liên quan đến việc mã hóa giải mã xác định thủ tục sử dụng kết hợp với thủ tục mã hóa giải mã mô tả ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2 Mỗi mở rộng mã hóa giải mã sử dụng kết hợp với thủ tục mã hóa định tuân thủ yêu cầu đưa Tiêu chuẩn đưa mở rộng định dạng liệu nén, tức định dạng trao đổi định dạng rút gọn Cụ thể là, tiêu chuẩn hỗ trợ mở rộng sau ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2: 26 1) độ lệch DC biến thiên; 2) nhân biến đổi sóng tùy ý; 3) biến đổi đa thành phần; 4) biến đổi phi tuyến; 5) vùng quan tâm Nội dung tiêu chuẩn nằm phụ lục đưa mở rộng cho tập liệu dạng khối logic, cụ thể: - Phụ lục A - Cú pháp dòng mã, phần mở rộng: phần mở rộng cho Phụ lục A ITUT T.800 | ISO/IEC 15444-1 (Codestream syntax) - Phụ lục B - Lập thứ tự liệu ảnh ảnh nén, phần mở rộng: phần mở rộng Phụ lục B ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 (Image and compressed image data ordering) thêm tính mã hóa khối, tức là, từ hai thành ba chiều không gian - Phụ lục C - Mô hình hóa bit hệ số: phần mở rộng Phụ lục D ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 (Coefficient bit modeling) thêm tính mã hóa khối - Phụ lục D - Biến đổi sóng rời rạc khối ảnh - thành phần: phần mở rộng Phụ lục F ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 (Discrete wavelet transformation of tilecomponents) thêm chức mã hóa khối - Phụ lục E - Lượng tử hóa: phần mở rộng Phụ lục E ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 (Quantization) để định nghĩa lượng tử hóa phân tách ba chiều - Phụ lục F - Mã hóa ảnh theo vùng quan tâm, phần mở rộng: Phụ lục mô tả phần mở rộng khối mã hóa theo vùng quan tâm cho Phụ lục H ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 (Coding of images with regions of interest) Phụ lục L T.801 | ISO/IEC 15444-2 (Region of interest coding and extraction, extensions) 27 4.2 Các tiêu chuẩn liên quan 4.2.1 ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1, Information technology – JPEG 2000 image coding system: Core coding system (Hệ thống mã hóa lõi) Tiêu chuẩn đưa phương pháp nén không tổn thất (bảo toàn bit) nén có tổn thất để mã hóa ảnh màu số hai mức, theo thang màu xám có sắc độ liên tục,hoặc ảnh màu có sắc độ liên tục Tiêu chuẩn này: - đặc tả thủ tục giải mã để biến đổi liệu ảnh nén thành liệu ảnh phục dựng; - đặc tả cú pháp dòng mã chứa thông tin để biên dịch liệu ảnh nén; - đặc tả định dạng tập tin; - cung cấp hướng dẫn trình mã hóa để biến đổi liệu ảnh gốc thành liệu ảnh nén; - hướng dẫn cách thực trình thực tế 4.2.2 ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2, Information technology – JPEG 2000 image coding system: Extensions (Các mở rộng) Tiêu chuẩn đưa phương pháp nén không tổn thất (bảo toàn bit) nén có tổn thấtđể mã hóa ảnh màu số có sắc độ liên tục, hai mức, theo thang màu xám ảnh đa thành phần Tiêu chuẩn này: - Đặc tả trình giải mã mở rộng để biến đổi liệu ảnh nén thành liệu ảnh phục dựng - Đặc tả cú pháp dòng mã mở rộng chứa thông tin để biên dịch liệu ảnh nén - Đặc tả định dạng tệp tin mở rộng 28 - Đặc tả đóng gói để lưu trữ siêu liệu hình ảnh - Quy định tiêu chuẩn cho siêu liệu hình ảnh - Hướng dẫn trình mã hóa mở rộng để biến đổi liệu ảnh gốc thành liệu ảnh nén - Hướng dẫn cách thực trình thực tế Phương pháp xây dựng dự thảo tiêu chuẩn 5.1 Phương pháp xây dựng dự thảo tiêu chuẩn Dự thảo tiêu chuẩn biên soạn theo sở tiêu chuẩn quốc tế ISO/IEC 15444-10 Nội dung tiêu chuẩn quốc tế chuyển thành nội dung dự thảo tiêu chuẩn theo hình thức chấp thuận áp dụng nội dung Tiêu chuẩn phù hợp với thông tư 03/2011/TT-BTTTT ngày 04/01/2011 Bộ Thông tin Truyền thông phù hợp Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1-2:2008:Xây dựng tiêu chuẩn - Phần 2: Quy định trình bày thể nội dung tiêu chuẩn quốc gia 5.2 Tên dự thảo tiêu chuẩn Tên dự thảo tiêu chuẩn xác định hợp đồng tư vấn số 300503/HĐBQLDACN-PTIT ngày 30/05/2014 Ban Quản lý dựán Công nghiệp Công nghệ thông tin - Bộ TTTT Học viện Công nghệ BCVT việc “Xây dựng 31 chuẩn an toàn, bảo mật 16 chuẩn kỹ thuậtâm hìnhảnh đồ họa” sau: HỆ THỐNG MÃ HÓA HÌNH ẢNH JPEG 2000 – CÁC MỞ RỘNG ĐỐI VỚI DỮ LIỆU BA CHIỀU JPEG 2000 image coding system – Extensions for three-dimensional data Tuy nhiên, trình xây dựng dự thảo tiêu chuẩn nhóm thực thấy tiêu chuẩn thuộc tiêu chuẩn công nghệ thông tin hệ thống mã hóaảnh JPEG 2000 Hơn nữa, tên tiêu chuẩn gốc ISO/IEC 15444-10cũng có phần tên nhóm “Công nghệ thông tin” (Information technology) phần đầu Chính vậy, nhóm thực đề xuất bổ 29 sung tên nhóm “Công nghệ thông tin” vào tên dự thảo tiêu chuẩn Tên dự thảo tiêu chuẩn đề xuất sau: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN – HỆ THỐNG MÃ HÓA HÌNH ẢNH JPEG 2000 – CÁC MỞ RỘNG ĐỐI VỚI DỮ LIỆU BA CHIỀU Information technology –JPEG 2000 image coding system – Extensions for three-dimensional data 5.3 Bố cục dự thảo tiêu chuẩn Tiêu chuẩn xây dựng với bố cục sau: PHẠM VI ÁP DỤNG TIÊU CHUẨN VIỆN DẪN THUẬT NGỮ VÀĐỊNH NGHĨA KÝ HIỆU VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT MÔ TẢ CHUNG PHỤ LỤC A: CÚ PHÁP DÒNG MÃ, PHẦN MỞ RỘNG PHỤ LỤC B: ẢNH VÀ XẾP THỨ TỰ DỮ LIỆU ẢNH NÉN, PHẦN MỞ RỘNG PHỤ LỤC C: MÔ HÌNH HÓA BIT HỆ SỐ PHỤ LỤC D: BIẾN ĐỔI SÓNG CON CỦA CÁC KHỐI ẢNH-THÀNH PHẦN PHỤ LỤC E: LƯỢNG TỬ HÓA PHỤ LỤC F: MÔ HÌNH HÓA ẢNH THEO VÙNG QUAN TÂM, PHẦN MỞ RỘNG PHỤ LỤC G: CÁC VÍ DỤ VÀ HƯỚNG DẪN, PHẦN MỞ RỘNG THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Bảng đối chiếu tiêu chuẩn viện 30 Bảng 8: Bảng đối chiếu tiêu chuẩn viện dẫn Nội dung tiêu chuẩn Tài liệu viện dẫn Sửa đổi, bổ sung ISO/IEC 15444-10:2011 Phạm vi áp dụng Scope Chấp thuận nguyên vẹn Tài liệu viện dẫn Normative references Sửa lời dẫn Thuật ngữ định nghĩa Terms and Definitions Chấp thuận nguyên vẹn 4Ký hiệu thuật ngữ viết tắt Abbreviations Biên soạn sở 5Symbols (and abbreviated Điều ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1và terms) Điều 4, Điều ITUT T.801 | ISO/IEC 15444-2 5Mô tả chung General description Phụ lục A: Cú pháp dòng mã, phần Annex mở rộng Codestream Chấp thuận nguyên vẹn syntax, extension Phụ lục B: Ảnh xếp thứ tự Annex liệu ảnh nén, phần mở rộng A: Chấp thuận nguyên vẹn B: Image and Chấp thuận nguyên vẹn compressed image data ordering, extension Phụ lục C: Mô hình hóa bit hệ số Annex C: Coefficient bit Chấp thuận nguyên vẹn modelling Phụ lục D: Mô hình hóa bit hệ số Annex D: Discrete wavelet Chấp thuận nguyên vẹn transformation of tile- components Phụ lục E: Lượng tử hóa Annex E: Quantization Chấp thuận nguyên vẹn Phụ lục F: Mã hóa ảnh theo vùng Annex F: Coding of images Chấp thuận nguyên vẹn quan tâm, phần mở rộng with regions-of-interest, extension Phụ lục G: Các ví dụ hướng dẫn, Annex G: Examples and Chấp thuận nguyên vẹn phần mở rộng guidelines, extensions Thư mục tài liệu tham khảo Bibliography 31 Tự biên soạn 32 Tài liệu tham khảo [1]ITU-T T.809 | ISO/IEC 15444-10, Information technology –JPEG 2000 image coding system – Extensions for three-dimensional data [2] ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1, Information technology –JPEG 2000 image coding system – Core coding system [3] ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2, Information technology –JPEG 2000 image coding system – Extensions [4] Xavier Delaunay , EBCOT coding passes explained on a detailedexample [5] Gregory K Wallace, The JPEG Still Picture Compression Standard [6] Halbach, Motion JPEG 2000 File Format 33 [...]... việcđề xuất các giải pháp tiên tiến o sử dụng cho các mục đích đào tạo công nghệ mới o sử dụng trong việc lựa chọn các thiết bị/phần mềm phục vụ ứng dụng công nghệ thông tin tại Việt Nam 24 3.2 Tiêu chuẩn Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 - Các mở rộng đối với dữ liệu ba chiều Tiêu chuẩn Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 - Các mở rộng đối với dữ liệu ba chiều là một tiêu chuẩn quan trọng trong bộ... ISO/IEC 15444-1 Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Hệ thống mã hóa lõi”và ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2 Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Các mở rộng Tiêu chuẩn này cung cấp các mở rộng cho các tính năng của hệ thống mã hóa hình ảnh lõi JPEG 2000trong ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1và một số tính năng trong ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2để xử lý ảnh theo ba chiều Trong đó có phần mở rộng cho tính năng mã hóa theo... hoặc các ảnh đa thành phần Tiêu chuẩn này: - Đặc tả quá trình giải mã mở rộng để biến đổi dữ liệu ảnh nén thành dữ liệu ảnh phục dựng - Đặc tả cú pháp dòng mã mở rộng chứa thông tin để biên dịch dữ liệu ảnh nén - Đặc tả định dạng tệp tin mở rộng 28 - Đặc tả đóng gói để lưu trữ siêu dữ liệu hình ảnh - Quy định bộ tiêu chuẩn cho siêu dữ liệu hình ảnh - Hướng dẫn quá trình mã hóa mở rộng để biến đổi dữ liệu. .. IT / U-T IEC Rec 1544 T.80 4-9 8 2 IS / Công nghệ thông tin – Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 – Các vấn đề an toàn (JPSEC) Công nghệ thông tin – Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 – Các công cụ tương tác, các giao thức và API IT Công nghệ thông tin – Hệ U-T thống mã hóa hình ảnh JPEG h 0 O ầ 0 IEC Rec 2000 – Các mở rộng đối với dữ n 8 1544 T.80 liệu 3 chiều 4-10 9 1 14 / IEC P h IT N ă m H ọ P c Số... 2 2000 ầ 0 n 0 0 1 IS O 2 ầ 0 n 0 4 2 P U-T Rec 1544 T.80 4-1 0 IS O Công nghệ thông tin – Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 – Phần mềm chuẩn - Hệ thống mã hóa lõi IT U-T Công nghệ thông tin – Hệ IEC Rec thống mã hóa hình ảnh JPEG 1544 T.80 2000 – Các mở rộng 4-2 1 2 / IS / IT Công nghệ thông tin – Hệ U-T thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 –Motion JPEG 2000 h 0 O ầ 0 IEC Rec n 2 1544 T.80 4-3 2 3 12 /... chuẩn cơ sở trong cùng bộ là Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Hệ thống mã hóa lõi” (trên cơ sởITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1) và Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Các mở rộng (trên cơ sởITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2) 4 Sở cứ xây dựng tiêu chuẩn Bộ tiêu chuẩn ISO/IEC 15444 với 14 phần đề cập đến các vấn đề của hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 (đã liệt kê trong phần 2.1.1) Các tiêu chuẩn thành phần của... tin về hệ thống mã hóa nh JPEG 2000 Hơn nữa, tên tiêu chuẩn gốc ISO/IEC 15444-10cũng có phần tên nhóm “Công nghệ thông tin” (Information technology) ở phần đầu Chính vì vậy, nhóm thực hiện đề xuất bổ 29 sung tên nhóm “Công nghệ thông tin” vào tên dự thảo tiêu chuẩn Tên dự thảo tiêu chuẩn đề xuất như sau: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN – HỆ THỐNG MÃ HÓA HÌNH ẢNH JPEG 2000 – CÁC MỞ RỘNG ĐỐI VỚI DỮ LIỆU BA CHIỀU... 15444-2 Các mở rộng liên quan đến việc mã hóa và giải mã được xác định là các thủ tục có thể được sử dụng kết hợp với các thủ tục mã hóa và giải mã được mô tả trong ITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 và ITU-T T.801 | ISO/IEC 15444-2 Mỗi mở rộng mã hóa và giải mã sẽ chỉ được sử dụng kết hợp với các thủ tục mã hóa nhất định và chỉ tuân thủ các yêu cầu được đưa ra ở đây Tiêu chuẩn này cũng đưa ra các mở rộng. .. 1544 T.81 4-11 0 Công nghệ thông tin – Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 – Các ứng dụng vô tuyến (JPWL) 1 P h ầ n 1 2 0 0 4 IS O IT / U-T IEC Rec 1544 T.81 4-12 1 Công nghệ thông tin – Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 – Định dạng tập tin truyền thông căn cứ theo tiêu chuẩn ISO 2 P 15 2 IS h 0 O ầ 0 IEC / IT Công nghệ thông tin – Hệ U-T thống mã hóa hình ảnh JPEG Rec 2000 – Bộ mã hóa JPEG 2000 N ă m... coding system (Hệ thống mã hóa lõi) Tiêu chuẩn này đưa ra các phương pháp nén không tổn thất (bảo toàn bit) và nén có tổn thất để mã hóa các ảnh màu số hai mức, theo thang màu xám có sắc độ liên tục,hoặc các ảnh màu có sắc độ liên tục Tiêu chuẩn này: - đặc tả các thủ tục giải mã để biến đổi dữ liệu ảnh nén thành dữ liệu ảnh phục dựng; - đặc tả cú pháp dòng mã chứa thông tin để biên dịch dữ liệu ảnh nén; ... chuẩn Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 – Các mở rộng liệu ba chiều Ký hiệu tiêu chuẩn: TCVN xxxx:xxxx Tình hình chuẩn hóa mã hóa ảnh tĩnh 2.1 Các chuẩn mã hóa ảnh tĩnh 2.1.1 Chuẩn mã hóa PNG... nhóm “Công nghệ thông tin” vào tên dự thảo tiêu chuẩn Tên dự thảo tiêu chuẩn đề xuất sau: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN – HỆ THỐNG MÃ HÓA HÌNH ẢNH JPEG 2000 – CÁC MỞ RỘNG ĐỐI VỚI DỮ LIỆU BA CHIỀU Information... thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000 - Các mở rộng liệu ba chiều tiêu chuẩn quan trọng JPEG 2000 bên cạnh hai tiêu chuẩn làITU-T T.800 | ISO/IEC 15444-1 Hệ thống mã hóa ảnh JPEG 2000: Hệ thống mã hóa