JPEG2000图像格式及其相关工具

Author: 吴朝相 Date: 2000年 第33期

  JPEG是一个在国际标准组织(ISO)下从事静态影像压缩标准制定的委员会,它制定出了第一套国标静态影像压缩标准:ISO 10918-1,我们俗称为JPEG图像格式。
  JPEG2000,正式名称为“ISO 15444”,同样是由JPEG组织负责制定的图像格式标准。自1997年3月开始筹划,在今年3月规定基本编码系统的最终协议草案提前出台,目前,相对应的软件也出来了。
#1    一、JPEG2000的优点
  JPEG 2000 与传统JPEG最大的不同,在于它放弃了JPEG所采用的以离散余弦转换(Discrete Cosine Transform)为主的区块编码方式,而改用以小波转换(Wavelet transform)为主的多解析编码方式。
    ·JPEG2000压缩率比JPEG高约 30% 左右
    ·JPEG2000支持有损和无损压缩,而JPEG只支持有损压缩
    ·JPEG2000能实现渐进传输,显示图像可由朦胧到清晰
    ·JPEG2000可以设定影像上感兴趣区域的压缩质量
#1    二、JPEG2000的相关应用软件
  1. Image Power JPEG 2000 Codec BETA Preview 0.008
  由于 JPEG 2000 标准刚制定不久,编码、解码软件还非常的少,这个工具是在 DOS 下运行,生成的文件扩展名是JP2,感觉上比较“正统”。它只支持 BMP 文件转换成 JP2 文件,解压缩的时候,也只能把文件还原成BMP文件才可以用其它看图软件观看,相当麻烦。
  2. LuraWave SmartCompress Freeware for Windows
  JPEG2000 确定了全新的编码算法后,LuraTech公司是起跑最快的技术应用厂商之一,它们所主导的LuraWave (.LWF)及LuraDocument (.LDF)格式,已经迈入了成熟的应用阶段,并且和开发ACDSee的ACD Systems 公司签订协定,为ACDSee 3.0提供JPEG2000 LWF格式的外挂插件,这样只要我们安置了这个插件就可以使用ACDSee观看和制作LWF格式的文件了(如^33020602a^1)。这个软件是目前比较完整的JPEG 2000应用软件,无论是在查看还是压缩制作方面它都提供了相应的处理功能,不仅如此,LuraTech 还推出了一系列让Photoshop、IE等常用影像、网络软件支持LWF格式的插件。另外,使用该软件还可以为影像加上密码,不知道密码打开的影像非常朦胧。
  3. Elecard Wavelet Image Compressor
  和前面的 LuraTech比,它的速度是算比较慢的了,它推出的软件功能不强,而且只有一个IE下用 JAVA 来显示图像的插件,这个软件生成的文件其扩展名是 WLT,其图像质量比 LuraWave SmartCompress 要差一些。
  4. DjVu
  它和 LuraTech 相比,插件也比较齐全,但提供的软件体积都比较大,而且在易用性方面也不尽如人意。
#1    三、JPEG和JPEG2000图像质量比较
  首先要比较的是JPEG和JPEG2000在高压缩率下的的影像质量。下面这幅图像(宽270,高329,单位是像素),用JPEG最好质量(100)压缩后文件大小81.215KB,保存成BMP真彩16位格式文件的大小是 267.202KB。我们分别用3种压缩方式将他们压缩成为3.4KB左右的图像(^33020602b^2)。
    从图中,大家可以看出,用JPEG处理的那幅人像被方格“毁容”了,也就是我们说的马赛克现象非常严重。而用JPEG2000处理的那幅图就基本看不到有马赛克,人物的脸部轮廓也比较清晰的表现了出来(^33020602c^3,左面是JPEG,右面是JPEG2000)。LWF压缩在脸部清晰度方面又比JPEG2000好一点。如果看图上面的那几个字母,LWF就比不上 JPEG2000 了。另外,图片左下角的 “RUN” 三个字母的光边也很能体现压缩质量。
  在低压缩率下又如何呢?据笔者测试,即便是JPEG2000用50%的压缩率来压缩的图像也比JPEG的90%的压缩率图像清晰。
  下面这幅图是一幅光晕特效图(^33020602d^4),分别用JPEG和JPEG2000压缩,我们可以看到,JPEG2000 的优势更加是表露无遗了,JPEG的光晕看不清楚,而用JPEG 2000压缩的图就清晰异常,文字也很好,可以说几乎和原图没分别。
#1    四、在浏览器中的应用
  应用JPEG2000技术的LuraWave(LWF)格式在网络应用方面做得比较完善,但现在IE、NetScape都不支持LWF格式,只能透过用ActiveX或JAVA Applet的方法来达到在浏览器上显示 LWF 图像的目的。当然,在这之前我们还要先安装一个 LWF 的解压缩插件(可以到 http://www.souxin.com/jpeg2000 查找插件)。
  ^33020602e^5是一幅IE 浏览LWF格式图像文件的时候的截图,和普通JPEG不同的是,当在图片上面单击右键的时候,显示的选单会和正常的 JPEG 图片选单有很大不同。
  目前,JPEG2000的应用软件才刚刚开始推出,很多方面还不是很完善,还不能实现“感兴趣区域"功能,但已经在压缩率、渐进显示等方面都达到了JPEG组织宣称的目标。相信随着相关处理软件的完善,JPEG2000全面取代现在的JPEG格式为期不远了。