JPEG-LS

JPEG-LS — стандарт стиснення зображень без втрат (в якому, однак, передбачений також режим стиснення з обмеженими втратами), представлений групою експертів в області фотографії (Joint Photographic Experts Group), в доповнення до відомих форматів стиснення зображень JPEG і JPEG 2000, орієнтованих, передусім, на стиснення з втратами.

Формат JPEG-LS був заснований на форматі LOCO-I (Low Complexity Lossless Compression for Images). Алгоритм стиснення без втрат LOCO-I, прийнятий за основу при розробці стандарту JPEG-LS, вперше передбачав не тільки lossless, але й near lossless режим (стиснення з обмеженими, що задаються користувачем, втратами). Декодер JPEG-LS майже не відрізняється від кодера, тому цей алгоритм стиснення є симетричним.[1]

Алгоритм стиснення, що лежить в основі JPEG-LS, використовує адаптивне передбачення значення поточного пікселя за оточенням, що включає вже закодовані пікселі (метод Median Edge Detection), класифікацію контексту, контекстне моделювання помилки передбачення та її корекцію, а також ентропійне кодування скоригованої помилки передбачення (використовується кодування Голомба-Райса). Для підвищення ефективності кодування низькоентропійних зображень (або фрагментів зображень) алгоритм передбачає автоматичний перехід в режим кодування довжин серій, що дозволяє використовувати його для стиснення без втрат (або з обмеженими втратами) не тільки фотореалістичних зображень, але й комп'ютерної графіки.

Для кольорових (багатокомпонентних) зображень стандарт JPEG-LS не передбачає якогось певного методу перетворення колірних компонент, тому програми, які реалізують JPEG-LS, зазвичай пропонують вибрати одну схему з декількох (незалежне стиснення кольорових площин, перетворення в стилі JPEG 2000 lossless mode і под.).

Формат JPEG-LS розроблявся насамперед для зберігання зображень в медичних цілях, тобто для тих випадків, коли важливо мати велике зображення без найменших втрат якості. Як уже згадувалось, за основу був узятий формат LOCO-I, розроблений компанією «HP Labs». Потім він був доопрацьований спільними зусиллями «Hewlett-Packard» і «Mitsubishi». Обидві компанії дозволили використовувати патенти на цей формат без оплати ліцензії, тому JPEG-LS можна зустріти й у звичайних програмах для персональних комп'ютерів.[2]

Lossless JPEG являє собою доповнення до стандарту JPEG. На відміну від «звичайного» JPEG, побудованого на основі дискретного косинусного перетворення, Lossless JPEG використовує схему передбачення значення пікселя за трьома найближчими сусідами — верхнього, лівого, і верхнього лівого пікселів, а для стиснення різниці між істинним і передбаченим значенням пікселя використовують ентропійне кодування. На відміну від JPEG-LS, алгоритм стиснення Lossless JPEG не передбачає ні адаптивного передбачення значення кодованого пікселя, ні контекстного моделювання помилки передбачення. Для ентропійного кодування помилки передбачення Lossless JPEG використовує код Гаффмана. В якості альтернативного, стандарт дозволяє використання арифметичного кодування, однак, через патентні обмеження, воно не знайшло застосування в практичних реалізаціях Lossless JPEG. Цей метод не отримав широкого розповсюдження і не підтримується популярними бібліотеками IJG libraries.

JPEG 2000 також має режим стиснення без втрат (який відрізняється від JPEG-LS), заснований на спеціальному цілочисельному wavelet-фільтрі (біортогональний 3/5). Стиснення без втрат в JPEG 2000 працює повільніше і воно дещо менш сильне, ніж в JPEG-LS, як штучних, так і на фотореалістичних зображеннях [3][4] [Архівовано 10 червня 2020 у Wayback Machine.][5][6] [Архівовано 1 грудня 2020 у Wayback Machine.].

• JPEG
• JPEG 2000
• Ентропійне стиснення

• Домашня сторінка JPEG-LS
• Офіційний сайт Joint Photographic Experts Group(англ.)
• Стаття «JPEG 2000 still image coding versus other standards»
• Стаття «JPEG2000, JPEG-LS and other lossless codecs on greyscale images»
• Домашня сторінка спорідненого проекту LOCO-I [Архівовано 22 жовтня 2020 у Wayback Machine.]
• Умови ліцензування для HP's LOCO JPEG-LS (потрібно безкоштовна реєстрація, немає субліцензування, тільки для компаній) [Архівовано 26 грудня 2019 у Wayback Machine.]
• Посилання на різні додатки [Архівовано 29 червня 2007 у Wayback Machine.]
• single-tone/grayscale JPEG-LS encoder algorithm. [Архівовано 10 липня 2020 у Wayback Machine.]
• Список ресурсів з JPEG-LS (бібліотеки, програми, исходники)
• JPEG-LS Стиснення зображень без втрат