Tiêu chuẩn này cung cấp phần mở rộng cho hệ thống mã hóa lõi (ISO/IEC 15444-1) và phần mở rộng (ISO/IEC 15444-2) đối với các tập dữ liệu dạng khối logic. Cụ thể là, tiêu chuẩn vẫn duy trì tất cả các tính năng hiện tại và cú pháp của ISO/IEC 15444-1, và một phần tính năng hiện tại của ISO/IEC15444-2 đối với các ảnh đa thành phần, bên cạnh đó cung cấp các tùy chọn và mở rộng cho một số các tính năng này. Trong các nội dung này, tiêu chuẩn đưa ra đặc tả đẳng hướng cho các tập dữ liệu ba chiều, tức là, đưa ra các tính năng xử lý đồng nhất ở tất cả ba chiều thậm chí cả khi cú pháp dòng mã của ISO/IEC 15444-1 và ISO/IEC 15444-2 khác nhau giữa hai trục không gian và trục thành phần chéo. Các mô hình ngữ cảnh được sử dụng trong tiêu chuẩn này giống các mô hình ngữ cảnh trong ISO/IEC 15444-1 và ISO/IEC 15444-2. Các mô hình ngữ cảnh cải tiến sẽ được giới thiệu trong tài liệu bổ sung.
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 11777-10:2017 ISO/IEC 15444-10:2011 CÔNG NGHỆ THƠNG TIN - HỆ THỐNG MÃ HĨA HÌNH ẢNH JPEG 2000 - PHẦN MỞ RỘNG ĐỐI VỚI DỮ LIỆU BA CHIỀU Information technology - JPEG 2000 image coding system: Extensions for three-dimensional data Lời nói đầu TCVN 11777-10:2017 hồn tồn tương đương với ISO/IEC 15444-10:2011 TCVN 11777-10:2017 Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng biên soạn, Bộ Thơng tin Truyền thông đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Cơng nghệ cơng bố CƠNG NGHỆ THƠNG TIN - HỆ THỐNG MÃ HĨA HÌNH ẢNH JPEG 2000 - PHẦN MỞ RỘNG ĐỐI VỚI DỮ LIỆU BA CHIỀU Information technology - JPEG 2000 image coding system - Extensions for three-dimensional data Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn cung cấp phần mở rộng cho hệ thống mã hóa lõi (ISO/IEC 15444-1) phần mở rộng (ISO/IEC 15444-2) tập liệu dạng khối logic Cụ thể là, tiêu chuẩn trì tất tính cú pháp ISO/IEC 15444-1, phần tính ISO/IEC154442 ảnh đa thành phần, bên cạnh 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 ISO/IEC 15444-1 ISO/IEC 15444-2 khác hai trục không gian trục thành phần chéo Các mơ hình ngữ cảnh sử dụng tiêu chuẩn giống mơ hình ngữ cảnh ISO/IEC 15444-1 ISO/IEC 15444-2 Các mơ hình ngữ cảnh cải tiến giới thiệu tài liệu bổ sung Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm cơng bố áp dụng phiên (bao gồm sửa đổi, bổ sung) ISO/IEC 15444-1:2004, Cơng nghệ thơng tin - Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000: Hệ thống mã hóa lõi (Information technology - JPEG 2000 image coding system: Core coding system) ISO/IEC 15444-2:2004, Công nghệ thông tin - Hệ thống mã hóa hình ảnh JPEG 2000: Phần mở rộng (Information technology- JPEG 2000 image coding system: Extensions) Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn sử dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 3.1 Khối bit 3D (3D bit-block) Mảng ba chiều bit Trong tiêu chuẩn này, khối bit 3D nói đến tất bit có biên độ ởmọi hệ số mẫu Thuật ngữ nói đến khối bit 3D thành phần, khối ảnh-thành phần, khối mã 3D, vùng quan tâm, đối tượng khác 3.2 Khối mã 3D (3D code-block) Nhóm ba chiều dạng khối chữ nhật hệ số từ băng khối ảnh-thành phần 3.3 Quét khối mã 3D (3D code-block scan) Thứ tự hệ số khối mã 3D truy cập q trình mã hóa Khối mã 3D xử lý theo sọc, sọc gồm bốn hàng (hoặc tất hàng cịn lại bốn hàng) trải theo chiều rộng khối mã 3D Mỗi sọc xử lý theo cột tính từ cột cao tới thấp từ trái sang phải Do vậy, toàn khối mã 3D quét theo lát ảnh Trong lát ảnh lại tuân thủ theo ISO/IEC 15444-1 3.4 Thành phần (component) Dữ liệu nén từ dịng mã có dạng tập đơn gồm liệu hai ba chiều 3.5 Thiết bị đọc phù hợp (conforming reader) Ứng dụng dùng để đọc biên dịch tập tin JP3D cách xác 3.6 Mức phân tách (decomposition level) Tập hợp băng nơi mà hệ số có tác động theo không gian trải theo mẫu gốc Các băng gồm băng [H|L|X][H|L|X][H|L|X] (ví dụ, LLL, LXL, XXH, …, trừ XXX) chia theo mức phân tách ba chiều 3.7 Băng [H|L|X][H|L|X][H|L|X] [H|L|X][H|L|X][H|L|X] (sub-band X][H|L|X]) [H|L|X][H|L|X][H|L|X] [H|L|X][H|L| H nghĩa lọc thông cao, L nghĩa lọc thông thấp, X nghĩa không lọc Bộ lọc lọc theo chiều ngang, lọc thứ hai lọc theo chiều dọc lọc thứ ba lọc theo trục (tức là, tương ứng theo trục X, Y Z) Việc lập thứ tự lọc cho băng phải lưu ý Việc phục dựng thực theo thứ tự lọc đảo ngược CHÚ THÍCH: Ở khơng bao gồm băng XXX (như định nghĩa 3.6) 3.8 Ảnh (image) Tập tất thành phần hai ba chiều 3.9 Độ lệch vùng ảnh (image area offset) Số lượng điểm lưới tọa độ tham chiếu nằm dưới, bên phải (và vị trí dọc trục trên) gốc lưới tọa độ tham chiếu 3.10 Thành phần trung gian (intermediate component) Mảng liệu đơn hai ba chiều tham gia vào giai đoạn biến đổi đa thành phần 3.11 Thứ tự quét mành (raster order) Thứ tự riêng theo dãy liệu có dạng mảng Thứ tự quét mành bắt đầu điểm liệu cao bên trái lát ảnh chuyển đến điểm liệu bên phải, tiếp tục đến cuối hàng Sau đến cuối hàng, điểm liệu dãy điểm liệu gần bên trái hàng Thứ tự tiếp tục đến cuối lát ảnh Sau đó, lát ảnh xử lý theo dạng mảng ba chiều Thứ tự tiếp tục đến cuối mảng 3.12 Phân giải (resolution) Mối quan hệ không gian mẫu theo không gian vật lý Trong tiêu chuẩn này, mức phân tách biến đổi sóng tạo nên phân giải chênh lệch theo lũy thừa hai chiều ngang, chiều dọc, trường hợp ba chiều hướng trục, kết hợp hướng Mức phân tách cuối (cao nhất) gồm băng [L|X][L|X][L|X] (lưu ý không bao gồm XXX), coi phân giải thấp Do vậy, có mức phân giải so với số mức phân tách 3.13 Mức phân giải (resolution level) Tương đương với mức phân tách, ngoại trừ băng [L|X][L|X][L|X] mức phân giải riêng 3.14 Mẫu (sample) Một phần tử mảng hai ba chiều có chứa thành phần 3.15 Lát ảnh (slice) Lát ảnh tập hợp ảnh điểm hai chiều thực thể lập thể, khối mã lập thể ảnh lập thể Lát ảnh có vị trí trực giao với trục trục z 3.16 Hệ tọa độ không gian (spatial coordinates) Hệ tọa độ không gian biểu thị trục x, y z Nói chung, thuật ngữ trục sử dụng để chiều Z 3.17 Băng (sub-band) Nhóm hệ số biến đổi sinh từ chuỗi trình lọc thơng thấp thơng cao 3.18 Bậc băng (sub-band order) Trong mức phân giải, băng xử lý báo hiệu xác định ISO/IEC 15444-1 ISO/IEC 15444-2 lọc hai chiều, tuân theo thứ tự quét Morton [1] Đặc tả mởrộng cho trường hợp ba chiều trường hợp triển khai thứ tự quét Morton ba chiều 3.19 Khối ảnh (tile) Mảng hình khối điểm nằm lưới tọa độ tham chiếu, biểu thị độ lệch so với gốc lưới tọa độ tham chiếu định nghĩa chiều rộng (chiều x), chiều cao (chiều y) chiều sâu (chiều z) Các khối ảnh xếp chồng gọi khối ảnh-thành phần Thuật ngữ viết tắt Tiêu chuẩn sử dụng thuật ngữ viết tắt nêu Điều ISO/IEC 15444-1 Điều ISO/IEC 15444-2 Ký hiệu (và thuật ngữ viết tắt) Tiêu chuẩn sử dụng ký hiệu nêu Điều ISO/IEC 15444-1 Điều ISO/IEC 15444-2 Mô tả chung Tiêu chuẩn đưa phương pháp nén khơng tổn thất (bảo tồn bit) nén có tổn thất để mã hóa ảnh màu số lập thể có sắc độ liên tục, hai mức, theo thang màu xám ảnh lập thể đa thành phần Các phương pháp (xem Phụ lục A) mở rộng phần tử hệ thống mã hóalõi mô tả ISO/IEC 15444-1 ISO/IEC 15444-2 Các mở rộng liên quan đến việc mã hóa giải mã xác định thủ tục sử dụng kết hợp với q trình mã hóa giải mã mô tả ISO/IEC 15444-1 ISO/IEC 15444-2 Mỗi mở rộng mã hóa giải mã sử dụng kết hợp với trình mã hóa định tn 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 ISO/IEC 15444-2: 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 Phụ lục A (Quy định) Cú pháp dòng mã, phần mở rộng A.1 Khả mở rộng Cú pháp phụ lục hỗ trợ mở rộng tiêu chuẩn Các đoạn nhãn tuân thủ quy tác cú pháp Phụ lục A ISO/IEC 15444-1 Phần bổ sung giá trị tham số số đoạn nhãn ISO/IEC 15444-1 ISO/IEC 15444-2, phần bổ sung đoạn nhãn đưa thông tin cụ thể cho mở rộng tiêu chuẩn Trong đoạn nhãn, hai byte sau nhãn phải giá trị không báo hiệu biểu thị chiều dài tham số đoạn nhãn theo byte (bao gồm hai byte tham số chiều dài không gồm hai byte nhãn) Nếu đoạn nhãn chưa rõ tiêu chuẩn ISO/IEC 15444-1 ISO/IEC 15444-2 lại xuất dòng mã giải mã phải sử dụng tham số chiều dài để loại bỏ đoạn nhãn Bảng A.1 đưa cách thức sử dụng đoạn nhãn tiêu chuẩn Bảng A.1 - Danh sách nhãn đoạn nhãn Ký hiệu Mã Tiêu đề Tiêu đề khối ảnh-bộ phận ISO/IEC 15444-x cũ/ mởrộng Phân nhãn nhãn định đoạn Bắt đầu dòng mã SOC 0xFF4F yêu cầu Bắt đầu khối ảnh- SOT 0XFF90 không cho phận phép không cho phép ISO/IEC 15444-1:2004 yêu cầu ISO/IEC 15444-2:2004 Bắt đầu liệu SOD 0xFF93 không cho nhãn cuối phép ISO/IEC 15444-1:2004 Kết thúc dòng mã EOC 0xFFD9 không cho không cho phép ISO/IEC 15444-1:2004 phép Các đoạn nhãn thơng tin cố định Kích thước ảnh khối ảnh SIZ 0xFF51 yêu cầu không cho phép ISO/IEC 15444-1:2004 Kích thước ảnh khối ảnh chiều bổ sung NSI 0xFF54 yêu cầu không cho phép Các khả mởrộng CAP 0xFF50 yêu cầu không cho phép ISO/IEC 15444-2:2004/ Bổ sung.2:2006 Các đoạn chức nhãn Mặc định kiểu mã COD 0xFF52 hóa Thành phần mã hóa yêu cầu tùy chọn ISO/IEC 15444-1:2004, mở rộng kiểu COC 0xFF53 tùy chọn tùy chọn ISO/IEC 15444-1:2004, mở rộng RGN 0xFF5E tùy chọn tùy chọn ISO/IEC 15444-2:2004, mở rộng ISO/IEC 15444-1:2004, mở rộng Vùng quan tâm Mặc định lượng tử QCD 0xFF5C hóa yêu cầu tùy chọn Thành phần lượng QCC 0xFF5D tùy chọn tử hóa tùy chọn ISO/IEC 15444-1:2004, mở rộng Các nhân biến đổi ATK tùyý 0xFF79 tùy chọn tùy chọn ISO/IEC 15444-2:2004 Định nghĩa chiều CBD 0xFF78 tùy chọn sâu bit thành phần tùy chọn ISO/IEC 15444-2:2004 Định nghĩa biến đổi MCT 0xFF74 tùy chọn đa thành phần tùy chọn ISO/IEC 15444-2:2004 Tập hợp biến đổi MCC 0xFF75 tùy chọn đa thành phần tùy chọn ISO/IEC 15444-2:2004 Thứ tự biến đổi MCO 0xFF77 tùy chọn đathành phần tùy chọn ISO/IEC 15444-2:2004 Biến đổi điểm phi NLT tuyến 0xFF76 tùy chọn tùy chọn ISO/IEC 15444-2:2004 Độ lệch DC biến DCO 0xFF70 tùy chọn thiên tùy chọn Các đoạn trỏ nhãn Các chiều dài TLM khốiảnh-bộ phận 0xFF55 tùy chọn Chiều dài gói tin, PLM 0xFF57 tùy chọn tiêu đề Chiều dài gói tin, PLT tiêu đề khối ảnh-bộ phận 0xFF58 khơng cho phép Các tiêu đề gói tin PPM 0xFF60 tùy chọn đóng gói, tiêu đề Các tiêu đề gói tin PPT đóng gói, tiêu đề khối ảnh-bộ phận 0xFF61 không cho phép không cho phép ISO/IEC 15444-1:2004 15444-2:2004 không cho phép tùy chọn không cho phép ISO/IEC 15444-1:2004 tùy chọn Các nhãn đoạn nhãn dòng bit Bắt đầu gói tin SOP 0xFF91 khơng cho Khơng cho phép phép tiêu đề khối ảnh-bộ phận, tùy chọn dịng bit Kết thúc tiêu đề gói EPH 0xFF92 Tùy chọn tin đoạnnhãn PPM Các đoạn cung cấp thông tin nhãn thêm Đăng phần thành CRG 0xFF63 tùy chọn ký Chú giải COM 0xFF64 tùy chọn Tùy chọn đoạn nhãn PPThoặc dịng bit khơng cho phép tùy chọn a) “ a) “Yêu cầu” nghĩa nhãn đoạn nhãn phải nằm tiêu đề Yêu này, “tùy chọn" nghĩa có thểđược sử dụng cầu” nghĩ a nhã n hoặ c đoạ n nhã n phải nằm tron g tiêu đề này, “tùy chọ ISO/ IEC 154 441:20 04 n" nghĩ a có thểđ ược sử dụn g.a) “Yêu cầu” nghĩ a nhã n hoặ c đoạ n nhã n phải nằm tron g tiêu đề này, “tùy chọ n" nghĩ a có thểđ ược sử dụn g.a) “Yêu cầu” nghĩ a nhã n hoặ c đoạ n nhã n phải nằm tron g tiêu đề này, “tùy chọ n" nghĩ a có thểđ ược sử dụn g.a) “Yêu cầu” nghĩ a nhã n hoặ c đoạ n nhã n phải nằm tron g tiêu đề này, “tùy chọ n" nghĩ a có thểđ ược sử dụn g.a) “Yêu cầu” nghĩ a nhã n hoặ c đoạ n nhã n phải nằm tron g tiêu đề này, “tùy chọ Hình D.17 - Các đầu vào đầu thủ tục 3D_SD Thủ tục 3D_SR (xem Hình D.18) phân tách hướng, d, hướng có lev NLd ≤ NL, với dlà X, Y Z, tương ứng thủ tục HOR_SD, VER_SD AXIAL_SD Tiếp theo, mảng ba chiềua(u,v,w) chia thành băng phục dựng khác alev[L|H|X][L|H| X][L|H|X](u,v,w).Trong băng này, băng lev[L|X][L|X][L|X] sử dụng lần lặp thủ tục FDWT để tiếp tục phân tách (miễn có NL lần lặp) Các băng khác tiếp tục xử lý để báo hiệu dịng mã Hình D.18 - Thủ tục 3D_SD D.5.3 Thủ tục TO_SUBBANDS (tham khảo) Thủ tục TO_SUBBANDS có đầu vào mảng ba chiều a(u,v,w) đầu băng sau hồn lại, mơ tả Hình D.6 Mảng a(u,v,w) có khoảng hệ số theo chiều ngang, dọc trục u0 ≤ u u1, v0 ≤ v v1 w0 ≤ w w1 D.5.4 Thủ tục AXIAL_SD (tham khảo) Thủ tục AXIAL_SD thực việc phân tách băng mảng hệ số ba chiều theo trục Thủ tục có đầu vào mảng ba chiều a(u,v,w), với khoảng hệ số theo chiều ngang, dọc trục mảng u0≤ u u1, v0 ≤ v v1 w0 ≤ w w1 (xem Hình D.19) sinh đầu phiên lọc theo trục mảng đầu vào, cho hàng cột Sau phân tách trình giải lặp Như mơ tả Hình D.20, thủ tục AXIAL_SD áp dụng việc phân tách băng chiều (thủ tục 1D_SD) cho chiều sâu mảng đầu vào a(u,v,w), khôi phục kết lại cho chiều sâu Hình D.19 - Các đầu vào đầu thủ tục AXIAL_SD Hình D.20 - Thủ tục AXIAL_SD D.5.5 Thủ tục VER_SD (tham khảo) Thủ tục VER_SD thực việc phân tách băng mảng hệ số ba chiều theo chiều dọc Thủ tục có đầu vào mảng ba chiều a(u,v,w), với khoảng hệ số theo chiều ngang, dọc trục mảng làu0 ≤ u u1, v0 ≤ v v1 w0 ≤ w w1 (xem Hình D.21) sinh đầu phiên lọc theo chiều dọc mảng đầu vào, cho cột lát ảnh Sau phân tách q trình giải chèn Như mơ tả Hình D.22, thủ tục VER_SD áp dụng việc phân tách băng chiều (thủ tục 1D_SD cho cột mảng đầu vào a(u,v,w), khôi phục kết trở lại cột Hình D.21 - Các đầu vào đầu thủ tục VER_SD Hình D.22 - Thủ tục VER_SD D.5.6 Thủ tục HOR_SD (tham khảo) Thủ tục HOR_SD thực việc phân tách băng mảng hệ số ba chiều theo chiều ngang Thủ tục có đầu vào mảng ba chiều a(u,v,w), với khoảng hệ số theo chiều ngang, dọc trục mảng u0 ≤ u u1, v0 ≤ v v1 w0 ≤ w w1 (xem Hình D.23) sinh đầu phiên lọctheo chiều ngang mảng đầu vào, cho hàng lát ảnh Sau phân tách trình giảichèn Như mơ tả Hình D.24, thủ tục HOR_SD áp dụng việc phân tách băng chiều (thủ tục1D_SD) lên hàng mảng đầu vào a(u,v,w), khôi phục kết trở lại hàng Hình D.23 - Các đầu vào đầu thủ tục HOR_SD Hình D.24 - Thủ tục HOR_SD D.5.7 Thủ tục 1D_DEINTERLEAVE (tham khảo) Như mô tả Hình D.25, thủ tục 1D_DEINTERLEAVE giải chèn hệ số thơng thấp thơng cao biến đổi sóng Thủ tục có đầu vào tín hiệu chiều, X(n), xếp lại giá trị hệ số tín hiệu cách giải chèn chúng Các giá trị i0 i1 tương ứng sử dụng thủ tục 1D_DEINTERLEAVE thể bắt đầu kết thúc tín hiệu Cách thức mà tín hiệu giải chèn để hình thành đầu mơ tả thủ tục 1D_DEINTERLEAVE Hình D.26 Hình D.25 - Các tham số thủ tục 1D_DEINTERLEAVE Hình D.26 - Thủ tục 1D_DEINTERLEAVE D.5.8 Thủ tục 1D_SD (tham khảo) F.4.6 ISO/IEC 15444-1 mô tả thủ tục 1D_SD sử dụng để thực việc phân tách băng Ngoài ra, tất thủ tục đặc tả tiếp theo, dù trực tiếp gián tiếp cần cho thủ tục 1D_SD, cho Phụ lục F ISO/IEC 15444-1 Phụ lục E (Quy định) Lượng tử hóa E.1 Giới thiệu Trong phụ lục điều nhỏ phụ lục, lưu đồ bảng có tính bắt buộc chúng rõ đầu mà triển khai khác phải tuân thủ Phụ lục quy định khía cạnh liên quan đến lượng tử hóa hệ số biến đổi khối ảnh-thành phần Các khía cạnh lượng tử hóa rõ Phụ lục E ISO/IEC 15444-1, mở rộng để định nghĩa lượng tử hóa phân tách ba chiều tiêu chuẩn E.2 Các biến thể thủ tục lượng tử hóa nghịch Thủ tục lượng tử hóa phải giống quy định Phụ lục E ISO/IEC 15444-1, ngoại trừ sửa đổi nhằm phù hợp với cấu trúc phân tách ba chiều tiêu chuẩn Các băng giống rõ Phụ lục E ISO/IEC 15444-1, ngoại trừ việc có nhiều băng cho phân tách ba chiều (tức là, [L|X|H][L|X|H][L|X|H] trừ XXX) Các độ lợi băng rõ Bảng E.1 thay cho Bảng E.1 ISO/IEC 15444-1 Bảng E.1 - Độ lợi băng Loại băng Độ lợib log2(độ lợib) LLL, LXX, XLX, XXL, LXL, LLX, XLL H[L|X][L|X], [L|X]H[L|X], [L|X][L|X]H HH[L|X], H[L|X]H, [L|X]HH HHH Đối với cấu trúc phân tách ba chiều xác định tiêu chuẩn này, giá trị nb Công thức E-5 ISO/IEC 15444-1 biểu thị số lượng mức phân tách lớn hướng không gian từ khối ảnh-thành phần ban đầu đến băng b (tức là, nb = max(nxb, nyb, nzb), với nxb, nyb vànzb xác định Công thức B-13) Phụ lục F (Quy định) Mã hóa ảnh theo vùng quan tâm, phần mở rộng F.1 Giới thiệu Trong phụ lục điều nhỏ phụ lục, lưu đồ bảng có tính bắt buộc chúng chỉrõ đầu mà triển khai khác phải tuân thủ Phụ lục mô tả phần mở rộng khối mã hóa theo vùng quan tâm cho Phụ lục H ISO/IEC 15444-1 Phụ lục L T.801 | ISO/IEC 15444-2 Phụ lục mô tả công nghệ vùng quan tâm (ROI) ba chiều ROI phần ảnh mã hóa với độ trung thực cao phần lại ảnh (ảnh nền) Sự mã hóa thực theo cách thức cho thông tin liên quan đến ROI đến trước thông tin liên quan đến ảnh F.2 Giải mã ROI Các thủ tục rõ điều áp dụng trường hợp có mặt đoạn nhãn RGN (xem A.2.4), tức thể có mặt ROI mã hóa phương pháp dựa Maxshift Scaling F.2.1 Giải mã ROI phương pháp Maxshift Thủ tục tổ chức lại bit có trọng số hệ số ROI hệ số ảnh Thủ tục thực theo bước sau: 1) Nhận giá trị phân cấp, s, từ tham số SPrgn đoạn nhãn RGN dòng mã (xem A.2.4) Các bước (2, 4) áp dụng cho hệ số băng b 2) Nếu Nb(u,v,w) Mb (xem định nghĩa Nb D.2.1 ISO/IEC 15444-1 Mb Cơng thức E-2 ISO/IEC 15444-1), khơng có sửa đổi thực 3) Nếu Nb(u,v,w) ≥ Mb có số Mb MSB (i = 1, , Mb) khác khơng, giá trị Nb(u,v,w) cập nhật thành Nb(u,v,w) = Mb 4) Nếu Nb(u,v,w) ≥ Mb tất Mb MSB 0, thực sửa đổi sau: i) loại bỏ s MSB dịch MSB lại thêm s vị trí, mơ tả Cơng thức F-1, vớii = 1, , Mb (F-1) ii) cập nhật giá trị Nb(u,v,w) cho công thức sau: Nb(u,v,w) = max(o,Nb(u.v.w) - s) (F-2) F.2.2 Giải mã ROI phương pháp Scaling Thủ tục tổ chức lại bit trọng số hệ số ROI hệ số ảnh Thủ tục thực theo bước sau: 1) Nhận thông tin kiểu tương ứng giá trị phân cấp, s, từ đoạn nhãn RGN cho ROI Sau đó, bước từ đến áp dụng cho hệ số (u,v,w) băng b 2) Tạo mặt nạ ROI {Mi(u,v,w)} cho tất ROI, xem F.4.2 để có thơng tin chi tiết cách tạo mặt nạ ROI 3) Đối với khối mã, tìm giá trị phân cấp lớn smax cho hệ số (u,v,w) 4) Đối với hệ số khối mã, tìm giá trị phân cấp cao đặt s(u,v,w) là: s(u,v,w) = smax - max(si - Mi (u,v,w)) Với i = (số lượng ROI -1) (F-3) 5) Đối với hệ số (u,v,w), loại bỏ s(u,v,w) MSB dịch MSB cịn lại thêm s(u,v,w) vị trí, mô tả Công thức F-4, với i = 1, , Mb: (F-4) 6) Cập nhật giá trị Nb(u,v,w) cho Công thức F-5: Nb(u,v,w) = max(0,Nb (u.v.w) - s(u,v,w)) (F-5) F.3 Mã hóa ROI (tham khảo) Điều mơ tả cách thức mã hóa ảnh có nhiều ROI phương pháp dựa Maxshift Scaling Mã hóa mơ tả thơng tin tham khảo Ở phía mã hóa, mặt nạ ROI tạo thể hệ số biến đổi lượng tử hóa phải mã hóa với chất lượng tốt (gần không tổn thất) Mặt nạ ROI đồ bit mô tả hệ số F.3.1 Mô tả phương pháp Maxshift (tham khảo) Các hệ số biến đổi lượng tử nằm mặt nạ ROI, gọi hệ số ảnh nền, phâncấp giảm dần cho bit liên quan đến ROI đặt mặt phẳng bit cao so vớiảnh Điều nghĩa mã hóa giải mã entropy mã hóa hệ số biến đổi lượng tử mặt phẳng bit liên quan đến ROI mã hóa trước thơng tin liên quan đến ảnh Xem F.4.1 tạo mặt nạ ROI phương pháp Maxshift Phương pháp Maxshift cịn mơ tả bước sau: 1) Tạo mặt nạ ROI, M(x, y, z), xem F.4.1 2) Tìm giá trị phân cấp s (xem F.3.2) 3) Cộng s LSB vào hệ số |qb(u,v,w)| Số lượng mặt phẳng bit biên độ M’b là: M’b = Mb + s (F-6) Với Mb cho Công thức E-2 ISO/IEC 15444-1 giá trị hệ số cho bởi: │qb(u,v,w)│ = │qb(u,v,w)│ 2S (F-7) 4) Giảm tất hệ số ảnh cho M(x,y,z) sử dụng giá trị phân cấp s (xem F.3.2) Do đó, │qb(u,v,w)│ hệ số ảnh cho M(x, y, z), thì: (F-8) 5) Viết giá trị phân cấp s vào dòng mã sử dụng tham số SPrgn đoạn nhãn RGN Sau bước hệ số biến đổi lượng tử mã hóa entropy bình thường F.3.2 Lựa chọn giá trị phân cấp, s, cho phương pháp Maxshift phía mã hóa (tham khảo) Giá trị phân cấp, s, lựa chọn cho Cơng thức F-9 với hệ số hình nền,qBG(x,y,z), khối mã thành phần tại, với max(Mb) số lượng mặt phẳng bit biên độ lớn (xem Công thức E-1 ISO/IEC 15444-1) s ≥ max(Mb) (F-9) Điều đảm bảo giá trị phân cấp sử dụng đủ lớn để đảm bảo tất bit có trọng số liên quan đến ROI nằm mặt phẳng bit cao so với tất bit có trọng số liên quan đến ảnh F.3.3 Mô tả phương pháp dựa Scaling (tham khảo) Như đề cập phần giới thiệu F.3, phần mô tả mã hóa ROI có tính chất tham khảo Tuy nhiên, sử dụng phương pháp ROI dựa Scaling, thất bại việc tạo mặt nạ ROI xácở phía mã hóa làm giảm đáng kể chất lượng ảnh mã hóa gây tổn thất giải mã.Xem F.4.2 việc tạo mặt nạ ROI phương pháp dựa Scaling Các hệ số biến đổi lượng tử phân cấp theo cách thức cho trọng số tương đối hệ số biến đổi với giá trị phân cấp định, s, ROI mà chúng áp dụng Nếu hệ số biến đổi lại thuộc vài ROI giá trị s lớn lựa chọn Nếu hệ số biến đổi thuộc ảnh giá trị phân cấp s Trước phân cấp hệ số biến đổi lượng tử hóa khối mã phải tìm giá trị phân cấp lớn SMax nhỏ sMin khối mã Xét hệ số biến đổi lượng tử, qb(u,v,w), khối mã có giá trị phân cấp tương ứng, s, (với sMin < s="" ≤="">Max) Sau phân cấp, bit riêng lẻ qb(u,v,w) kết thúc abs(sMax - s) mặt phẳng bit thấp bit tương ứng hệ số có s = sMax Số lượng bit biên độ cho khối mã tăng thêm (sMax - sMin) Do khối mã xử lý độc lập nên hệ số biến đổi lượng tử thuộc ROI kết thúc mà có mức trọng số khác khối mã khác Sự chênh lệch giữacác khối mã phải cân nhắc phân bổ tốc độ Một ví dụ việc toàn khối mã thuộc ảnh khối mã khác lại có hệ số ROI ảnh Trong trường hợp này, hệ số ảnh khối mã thứ hai phải dịch lại s0 bước, khối mã thứ khơng phải dịch Khi đó, thuật tốn phân bổ tốc độ định việc đảm bảo mặt phẳng bit từ hai khối mã đưa vào dòng bit theo thứ tự Khi mã hóa giải mã entropy mã hóa hệ số biến đổi lượng tử mặt phẳng bit liên quan đến ROI mã hóa trước thời điểm với thông tin liên quan đến ảnh Giá trị phân cấp, si, cho ROI quy định người dùng ứng dụng Phương pháp mơ tả bước sau cho tập gồm n ROI: - Với khối mã thành phần: 1) Tạo mặt nạ ROI cho toàn ROI i, {Mi(u,v,w)}, xem F.4.2 2) Tìm sMin and sMax, với sMin sMax tương ứng giá trị phân cấp nhỏ lớn khối mã 3) Cộng sBlock = sMax - sMin LSB vào hệ số |qb(u,v,w)| Số lượng mặt phẳng bit biên độ M’b băng b là: M’b = Mb + sBlock (F-10) với Mb cho Công thức E-2 ISO/IEC 15444-1 giá trị hệ số cho bởi: (F-11) 4) Đối với hệ số khối mã, tìm giá trị phân cấp cao đặt s(u,v,w) thành: s(u,v,w) = smax - max(si - Mi(u,v,w)) (F-12) với i = (số lượng ROI - 1) 5) Giảm dần tất hệ số cho: (F-13) 6) Đối với ROI, viết giá trị phân cấp s, kiểu, điểm tham chiếu vào dòng mã sử dụng đoạn nhãn RGN mô tả A.2.4 F.4 Tạo mặt nạ vùng quan tâm Để có ROI có chất lượng tốt so với phần lại ảnh mà trì độ nén phù hợp bít cần tiết kiệm cách gửi thơng tin ảnh Để làm việc mặt nạ ROI tính tốn Mặt nạ mặt phẳng bit tập hệ số biến đổi lượng tử mà mã hóa chúng đủ cho thu phục dựng vùng mong muốn với chất lượng tốt so với ảnh (gần không tổn thất) Để thể khái niệm việc tạo mặt nạ ROI, xét ROI đơn thành phần khối đơn, xác định mẫu thuộc ROI miền khối cho mặt nạ nhị phân, M(x, y, z), với: hệ số sóng (x,y,z) u cầu độ xác (x,y,z) thoải mãn mà khơng ảnh hưởng đến ROI (F14) Mặt nạ đồ ROI miền sóng cho chúng có giá trị khác ROI ROI Trong bước, băng mặt nạ cập nhật theo thứ tự quét mành Mặt nạ hệ số yêu cầu bước cho biến đổi nghịch cho lại hệ số mặt nạ trước Ví dụ, bước cuối biến đổi nghịch bước hợp hai băng thành Để đến bước phải tìm hệ số hai băng Bước trước bước hợp bốn băng thành hai băng Để đến bước phải tìm hệ số bốn băng cần để phục dựng hệ số có mặt nạ hai băng cách hồn hảo Cũng vậy, bước trước bước hợp tám băng thành bốn băng Lại lần nữa, để đến bước phải tìm hệ số tám băng cần cho tất bốn băng Tất bước sau thực ngược lại mặt nạ Nếu hệ số tương ứng với mặt nạ phát thu lại, biến đổi nghịch tính tốn hệ số ROI mong muốn phục dựng với chất lượng tốt so với phần cịn lại khối (gần khơng tổn thất hệ số ROI mã hóa khơng tổn thất) F.4.1 Tạo mặt nạ vùng quan tâm cho phương pháp Maxshift (tham khảo) Phần mô tả cách thức mở rộng mặt nạ lọc khác Các phương pháp tương tự sử dụng lọc khác F.4.1.1 Tạo mặt nạ vùng quan tâm lọc thuận nghịch 5-3 (tham khảo) Để có tập tối ưu tham số lượng tử để tiến hành phân cấp cần sử dụng cơng thức mơ tả điều Biến đổi sóng nghịch sử dụng để tìm hệ số cần có mặt nạ Cơng thức F-5 F-6 ISO/IEC 15444-1 cho hệ số cần để phục dựng X(2n) X(2n + 1) mà không tổn thất Có thể thấy L(n), L(n + 1), H(n - 1), H(n), H(n + 1) (xem Hình H.1 ISO/IEC 15444-1) Do vậy, X(2n) X(2n + 1) nằm ROI hệ số băng thấp cao có mặt nạ Lưu ý X(2n) X(2n +1) tương ứng điểm có số chẵn lẻ, liên quan đến gốc lưới tọa độ tham chiếu F.4.1.2 Tạo mặt nạ vùng quan tâm lọc không thuận nghịch 9-7 (tham khảo) Sự giải mã thành công không phụ thuộc vào việc lựa chọn mẫu để tiến hành phân cấp Để có tập tối ưu hệ số lượng tử để tiến hành phân cấp cần sử dụng cơng thức mơ tả điều Để tìm hệ số cần có mặt nạ biến đổi sóng nghịch sử dụng H.3.1.1 ISO/IEC 15444-1 Điều mô tả Hình H.2 X(2n) X(2n + 1) tương ứng điểm có số chẵn lẻ, liên quan đến gốc lưới tọa độ tham chiếu Có thể thấy rằng, hệ số cần để phục dựng X(2n) X(2n + 1) mà không tổn thất L(n - 1) đến L(n + 2) H(n - 2) đến H(n + 2) Do đó, X(2n) X(2n + 1) nằm ROI hệ số băng thấp cao nằm mặt nạ F.4.2 Tạo mặt nạ vùng quan tâm phương pháp dựa Scaling Dưới mô tả cách thức mở rộng mặt nạ cho trường hợp hình khối hình Elipxoit cách thức thực với lọc khác Các phương pháp tương tự sử dụng lọc khác F.4.2.1 Tạo mặt nạ hình khối lưới tọa độ tham chiếu Mặt nạ hình khối mơ tả điều tạo lưới tọa độ tham chiếu Khi tạo lưới tọa độ tham chiếu, phương pháp mô tả F.4.2.3 sử dụng để tạo mặt nạ miền sóng Một hình khối mơ tả sáu tham số, xem Hình F.1, tất báo hiệu nhãn RGN (xem A.2.4) Các tham số gồm (XArgn, YArgn, ZArgn, XBrgn, YBrgn, ZBrgn), với XArgn, YArgn ZArgn độ lệch x, y z góc bên trái mặt trước hình khối từ gốc lưới tọa độ tham chiếu, XBrgn, YBrgn ZBrgn tương ứng chiều rộng, chiều cao chiều sâu hình khối Mặt nạ lưới tọa độ tham chiếu cho Công thức F-15 XArgn ≤ x ≤ XArgn + XBrgn YArgn ≤ y ≤ YArgn + YBrgn ZArgn ≤ z ≤ ZArgn + ZBrgn Hình F.1 - Mặt nạ hình khối lưới tọa độ tham chiếu F.4.2.2 Tạo mặt nạ Elipxoit lưới tọa độ tham chiếu (F-15) Mặt nạ Elipxoit mô tả phần tạo lưới tọa độ tham chiếu Khi tạo lưới tọa độ tham chiếu, phương pháp mô tả F.4.2.3 sử dụng để tạo mặt nạ miền sóng Hình Elipxoit mơ tả sáu tham số, xem Hình F.2, tất tham số báo hiệutrong nhãn RGN (xem A.2.4) Các tham số gồm (XArgn, YArgn, ZArgn, XBrgn, YBrgn, ZBrgn), với XArgn, YArgn ZArgn độ lệch x, y z tâm hình Elipxoit từ gốc lưới tọa độ tham chiếu, XBrgn, YBrgn ZBrgn tương ứng chiều rộng, chiều cao chiều sâu hình Elipxoit Mặt nạ lưới tọa độ tham chiếu cho Cơng thức F-16 (F-16) Hình F.2 - Mặt nạ Elipxoit lưới toạn độ tham chiếu F.4.2.3 Tạo nhanh mặt nạ hình khối (tham khảo) Trong trường hợp ROI hình khối mặt nạ tạo nhanh so với kiểu nhị phân Trong trường hợp này, thay phải tìm cách thức phục dựng hệ số giá trị voxel theo biến đổi nghịch cần xem xét hai vị trí, góc bên trái mặt trước góc bên phải mặt sau mặt nạ Góc trước bên trái cao (x 1,y1,z1) lưới tọa độ tham chiếu cho đoạn nhãn RGN (XArgn, YArgn, ZArgn), góc sau bên phải thấp (x2,y2,z2) lưới tọa độ tham chiếu cho tham số đoạn nhãn RGN (XArgn + XBrgn - 1), (YArgn + YBrgn - 1), (ZArgn + ZBrgn - 1) Việc tạo mặt nạ phải xem xét xem loại lọc sử dụng cho biến đổi Trong mức phân tách, bước mô tả phần trước thực để xem mặt nạ mở rộng Xét mặt nạ 1D cần phân tách, R ext, đặt x1 x2 số thấp cao mẫu khác Rext 1) Với bước nâng s với s dải từ đến NLS - 1: i) Tìm số mẫu thấp (2n +ms ≥ x1) nằm mặt nạ (F-17) (x’1 > x1) x’1 = x1 (F-18) ii) Tìm số mẫu cao (2n + ms ≤ x2) (F-19) (x’2 > x2) x’2 = x2 ’ (F-20) iii) Đặt x1 = x , x2 = x'2 với ms = - ms-1 bước nâng thứ s áp dụng cho hệ số có số chẵn (ms = 0) hay cho hệ số có số lẻ (ms = 1), với Ls số lượng hệ số nâng cho bước nâng s Đặt tất mẫu x1 x2, kể x1 x2, khác sau sử dụng thủ tục giải chèn mơ tả F.4.5 ISO/IEC 15444-1 để phân chia mẫu mặt nạ ROI thành băng theo cách hệ số sóng phân chia F.5 Các lưu ý mã hóa vùng quan tâm F.5.1 Cách sử dụng phương pháp Scaling Maxshift Không sử dụng phương pháp Maxshift với phương pháp dựa Scaling ngược lại F.5.2 Lưu ý đa thành phần (tham khảo) Đối với trường hợp ảnh màu áp dụng phương pháp riêng cho thành phần màu Nếu vài thành phần màu bị giảm kích thước mặt nạ cho thành phần giảm kích thước thiết lập theo cách với mặt nạ thành phần không bị giảm kích thước F.5.3 Lưu ý độ xác triển khai (tham khảo) Trong vài trường hợp, phương pháp mã hóa ROI làm vượt dải động Tuy nhiên, vấn đề dễ dàng giải cách đơn giản loại bỏ bớt mặt phẳng bit có ý nghĩa thấp vượt q giới hạn q trình giảm kích thước Tác động việc làm ROI có chất lượng tốt so với ảnh nền, cho dù tồn dịng bit giải mã Tuy nhiên, điều lại gây nên vấn đề ảnh mã hóa với ROI theo kiểu không tổn thất Việc loại bỏ mặt phẳng bit có ý nghĩa thấp ảnh lại làm cho ảnh khơng mã hóa không tổn thất, trường hợp tồi ảnh khơng phục dựng Điều tùy thuộc vào dải động Phụ lục G (Tham khảo) Các ví dụ hướng dẫn, phần mở rộng G.1 Mơ hình hóa tốc độ méo Xem J.14 ISO/IEC 15444-1 Thư mục tài liệu tham khảo [1] Morton, G.M (1966), A Computer Oriented Geodetic Data Base and a New Technique in File Sequencing, IBM Ltd, Ottawa, Canada [2] Taubman, D., Marcellin, M.W (2001), JPEG2000- Image Compression: Fundamentals, Standards and Practice, Hingham, MA: Kluwer Academic Publishers [3] Schelkens, P (2001), Multidimensional wavelet coding- algorithms and implementations, PhD Thesis, Department of Electronics and Information Processing (ETRO), Vrije Universiteit Brussel, Brussel [4] Schelkens, P., Munteanu, A., Barbarien, J., Galca, M., Giro i Nieto, X., and Cornelis, J (2003), Wavelet Coding of Volumetric Medical Datasets, IEEE Transactions on Medical Imaging, Vol 22, pp 441-458 [5] Schelkens, P., Skodras, A., Ebrahimi, T., et al (2009), The JPEG 2000 Suite, John Wiley & Sons, Ltd MỤC LỤC Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Thuật ngữ viết tắt Ký hiệu (và thuật ngữ viết tắt) Mô tả chung Phụ lục A (Quy định) Cú pháp dòng mã, phần mở rộng Phụ lục B (Quy định) Ảnh xếp thứ tự liệu ảnh nén, phần mở rộng Phụ lục C (Quy định) Mơ hình hóa bit hệ số Phụ lục D (Quy định) Biến đổi sóng rời rạc khối ảnh - thành phần Phụ lục E (Quy định) Lượng tử hóa Phụ lục F (Quy định) Mã hóa ảnh theo vùng quan tâm, phần mở rộng Phụ lục G (Tham khảo) Các ví dụ hướng dẫn, phần mở rộng Thư mục tài liệu tham khảo ... 0xFF57 tùy chọn tiêu đề Chiều dài gói tin, PLT tiêu đề khối ảnh-bộ phận 0xFF58 không cho phép Các tiêu đề gói tin PPM 0xFF60 tùy chọn đóng gói, tiêu đề Các tiêu đề gói tin PPT đóng gói, tiêu đề khối... ảnh (nếu nằm tiêu đề chính) khối ảnh (nếu nằm tiêu đề khối ảnh-bộ phận) Đối với thành phần riêng lẻ, giá trị tham số bị ghi đè đoạn nhãn COC tiêu đề tiêu đề khối ảnh-bộ phận s? ?Tiêu đề tiêu đề khối... tham số bị ghi đè đoạn nhãn QCC tiêu đề tiêu đề khối ảnh-bộ phận Usage: Tiêu đề tiêu đề khối ảnh-bộ phận khối ảnh cụ thể Chỉ cómột QCD tiêu đề Có thể có tối đa QCD tiêu đềkhối ảnh-bộ phận khối ảnh