JPEGの特徴
- JPEG(Joint Photographic
Experts Group)
- 静止画像データの圧縮方式の一つ。
- 非可逆圧縮方式を用いている。
- サイズはおよそ１０分の１から１００分の１程度にできる。
- 拡張子はjpgである。
- ブロックノイズ(四角いブロック状のノイズ）が生じる。
- 画像圧縮方式の１つでJPEGを発展させた仕様。
- 同サイズであればJPEGと比べ圧倒的に窗麗。
- ブロックノイズが発生しない。
- 可逆圧縮/非可逆圧縮を自由に行うことができる。
- 「電子透かし」を入れることができる。
- 1ファイルから異なる解像度の画像を得ることも可能。「スケーラビリティ」
- ROI(Region Of
Interest)処理ができる。
- 拡張子が１つに統一されていない。
- JPEGの数倍の処理能力が必要である。
- 現行JPEGとの互換性がない。
- 標準のブラウザには対応していない。
JPEGとJPEG２０００の比較
-
実際の画像による比較
元の画像（ｂｍｐ） ３８５KB
ｊｐｅｇ画像（ｊｐｇ） 6.22KB jpeg２０００画像（ｊｐ２） 6.07KB - ノイズ
JPEGでは圧縮率を高めると格子状のブロックノイズが発生してしまう。
しかしJPEG2000ではこのブロックノイズは発生しない。
これはJPEGとJPEG2000の圧縮方法の違いによるものである。
JPEGの圧縮方式は離散コサイン変換という方式により行われる。これは画像を小さなブロック(８＊８ピクセル）に分割し圧縮する方式であるため、画像に格子状のノイズが発生してしまう。
JPEG2000ではウェーブレット変換という方式で行われる。これは画像をブロックに分割するのではなく画像全体に対して処理を行うため、画像に格子状のノイズは発生しない。
またノイズにはモスキートノイズがある。
JPEG圧縮の圧縮率を高くして、ファイル容量を小さくしたとき、高域成分を含んだ映像やエッジ部分に発生するノイズ。蚊の大群がエッジにまとわりついているように見えることからこう呼ばれている
- 可逆圧縮/非可逆圧縮
可逆圧縮・・・・もとのデータをまったく損失することがなく圧縮でき、完全に元のデータを復元することができる。
非可逆圧縮・・・多少のデータの損失を許容することで高い圧縮率を達成する方式。
プログラムや文字データは１ビットでも欠けるとまったく異なったものになってしまう。
しかし画像はデータに多少の欠損が生じても大きく品質を損なうことはないため、従来のJPEGでは非可逆圧縮で高い圧縮率を実現している。
JPEG2000では可逆圧縮/非可逆圧縮を自由に行うことができるので、完全に元画像を復元することができる。
- 「電子透かし」
画像データに、画質にはほとんど影響を与えずに特定の情報を埋め込む技術のこと。
紙幣に用いられている透かしの技術になぞらえて「電子透かし」と呼ばれる。
「透かし」データを埋め込まれた画像データは、一見すると元のデータと変わりないように見えるが、専用の電子透かし検出ソフトに読み込ませると、作者名やコピー回数などの埋め込まれた情報が表示される。
これにより、コピーやデータの改ざんなどを防ぐことができる。さらに、データの改ざんの事実だけでなく改ざんされた個所も具体的に特定できるようにすることも可能である。
不正コピー対策にも有効で、ユーザがファイルやクリップボードへ保存することも難しくなり、第3者が勝手に作者本人だと偽るようなことを防げる。
- スケーラビリティ
- ROI処理
画像の特定領域の解像度/画質を優先して復号可能な機能。
これにより 、他より優先してデータを伝送することで、画像の早期理解が可能である。
医療の分野での応用も考えられており、患者の写真を患部だけをROI処理し、他の不必要な部分を非可逆圧縮することでデータを小さくし、伝送効率を上げるということも考えられている。
- 拡張子
JPEGの拡張子は「jpg」で統一されている。
しかし、JPEG2000の拡張子はたくさんある。
j2k 事実上の総合標準拡張子 jp2 静止画の拡張子。JPEG企画委員会は静止画JPEG２０００はこのファイルにすべきであると主張している jpc JPEG2000のデータ j2c JPEG2000のデータ jpx 静止画の拡張子で。jp2から機能強化されている mj2 動画で音声も付加できる jpm jpxから機能拡張したもので、レイヤ画像・復号圧縮が可能 j3d ３次元を扱うことができる
1ファイルから異なる解像度の画像を得ることができることを「スケーラビリティ」という。
美術館のホームページを例にあげると、一覧として並んだ小さな絵（サムネール）をクリックすると拡大画像が表示されるようになっているとする。
JPEG方式で画像を作成した場合は、サムネール用の画像と拡大画像の２種類が必要です。拡大画像をサムネール用に小さく表示する方法もありますが、このとき画像のデータ量は重いままなので小さくても表示に時間がかかってしまいます。
JPEG2000は1枚の画像データを置いておけば、ユーザーの求める解像度に応じて、小さなものから大きものまでランダムに表示することができ、それらすべてが高画質で表示できる。絵の任意の1部分だけ拡大して表示することもできるため、「与えられた画像データを見るだけ」という受け身の閲覧ではなく、「拡大して見る」「モノクロのものを見る」などユーザー側から希望を出すことができます。
非常に優れているJPEG2000だが、問題点もある。
１つは処理能力の問題。
従来のJPEGに比べて圧縮処理で５から６倍の処理能力を必要とする。
もう１つは従来のJPEGとの互換性がないこと。
名前は同じ“JPEG”でも，現行のJPEGとJPEG2000では圧縮に使う技術が全く違うため従来のJPEGとは上位互換性がない。
JPEGとJPEG2000を両方扱いたいソフトウェアは，それぞれの処理ルーティンを別々に書かなくてはいけなくなる。
現在のソフトでは対応していないことも大きな問題である。
現在は標準のブラウザでは表示することができない。
表示させるためには、プラグインをインストールすることが必要である。
最近ではAdobe photoshopのプラグインもあり、photoshopで書いた絵をJPEG2000で保存することができる。
フリーの「Irfan View」というものがあり、このソフトでもJPEG2000を利用することができる。
- Motion-JPEG/Motion-JPEG2000
Motion-JPEG・・・動画記録方式の１つで、各フレームごとの映像をJPEG圧縮したものを連続して記録する方式。
フレームごとの圧縮なので、任意の個所を簡単に編集することができる。
MotionJPEG2000・・基本はMotion-JPEGと同じで、各フレームをJPEG2000で圧縮する。
JPEG2000の高い圧縮効率を生かして、DVより圧倒的に小さいサイズでDVと同等の高い画質を実現できる。
JPEG2000の可逆圧縮によりMotion-JPEG2000でも可逆圧縮による動画を作成することができる。
すでに、インターネット、ファクシミリ、プリンタ、スキャナ、デジタルカメラ、モバイル機器、医療、デジタルライブラリ、電子商取引などの分野でJPEG2000の応用例が示されている。
企業用途の画像配信システムとしては最近、新聞社が全国の各制作拠点に配信する紙面データのファイル形式としてJPEG2000を採用した事例がある。配信するデータ容量を少なくし、高速コンテンツ配信技術（配信する端末の画面サイズや回線容量に応じて画面イメージの解像度を自動的に調整できる）と組み合わせることで、制作業務を効率化している。
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