JPEG 2000广播的势头：为什么现在？
在数字电影行业正式采用它几年后， JPEG 2000正在通过各种行业倡议和标准在广播中被推荐。和： JPEG 委员会即将宣布公布其专门的广播资料。在视频服务论坛的冲动下， JPEG 通过 MPEG-2-TS 的 2000 次运输正在标准化中。最近，几家产品制造商共同组成了 JPEG 2000联盟促进这种形式的好处。最后，今天一波归档倡议有利于 JPEG 2000 超过其他格式 - 包括未压缩的 TIFF - 为后代保存其视听遗产。
这种势头背后有充分理由;近年来，视频压缩格式的作用发生了根本性的变化。随着传输和存储容量的不断增加，以及内容质量和数量的增加，问题不再是能够重新压缩内容。如今，我们面临的挑战是在整个工作流中管理内容的质量以及对内容的访问。
提供优于压缩比的格式 JPEG 2000，如MPEG-4 AVC/H.264，仍然必须应对具有挑战性的消费者环境，其中移动性、共享网络和无线仍将是关键方面。当今的专业广播公司喜欢避免内在图像退化，以确保并保持可靠的图像/视频质量，从采集和生产到分发和保存： 这就是JPEG 2000 提供的。
JPEG 2000如何工作？
首先 JPEG 2000 是帧内压缩格式，即每个视频帧作为静止图像独立压缩。这提供了质量保证，但确实对强大的压缩因素造成了障碍。同样，这完全取决于对格式的期望。例如，如果压缩的目的是分发本质，并且不需要进一步编辑，则通常首选长 GOP MPEG。但是，如果目的是生产，则仅 I 型压缩格式是理想的。
经过预处理阶段（主要涉及颜色去相关性），视频帧通过递归低 （L） 和高 （H） 通小波滤波器（参见图 1）。此过程称为离散小波变换 （DWT）。它对应于组件内部解相关性，通过将图像信息集中在一个很小且非常本地化的区域来重组图像。递归 DWT 还会导致多分辨率图像表示。接下来，数据在熵编码单元中量化和编码。量化和编码一起实现压缩，然后根据速率失真优化组织代码流。
值得强调的是，整个帧被压缩为一个整体，无需事先分解为像素块。一些人认为，低比特率的人工制品因此在视觉上比众所周知的基于 DCT 的编码方案的阻塞效应更容易接受，后者听起来可能是主观的。
最后，输出 JPEG 2000 代码流呈现一个固有的可扩展结构，沿几个维度：颜色组件、分辨率（通过 DWT）、质量（通过速率失真优化）和空间区域，这要归功于数据的适当分组化。
JPEG 2000 作为广播制作工作流的中间主格式
当今行业的一个重要需求是高质量的主机，与各种交付格式兼容，这些格式可以在任何相关的现有平台上提供内容。这包括作为链接过程的引入、转码、字幕、质量控制和音轨管理。 JPEG 2000 显示这种高质量中间服务主格式的所有必要功能：
•质量：在整个生产过程中保持高品质。
• BIT DEPTH : JPEG 2000 是 10 位或更高的格式。
•无阻塞人工制品。
•可伸缩性：这具有"为多种目的创建一次"的承诺。
•易于编辑：即使在最高的比特率下，其固有的灵活性使其在当今的笔记本电脑和工作站编辑系统上非常有用，并且具有有限数量的全比特率实时视频轨道。随着计算硬件的改进，实时层的数量只能增加。
•帧内编码：与基于运动补偿的压缩方法不同，它引用前一个 （P） 或未来 （B） 帧进行帧间预测，帧内 JPEG 2000 允许在任何位置剪切视频信号。
•易于转码：对于高端应用，转码到中间版本可以改进工作流程。 JPEG 2000 的无异议压缩伪影可确保在比特率较高时，这是一个干净和快速的操作。正确转码 1920x1080 JPEG 2000 文件 = 100 Mbit/秒已发现主观上无法区分大多数观众与他们的 2048x1556 2K 原件。此外，小波基于 JPEG 2000 压缩不会干扰最终（通常基于 DCT）的广播格式。
JPEG 2000作为贡献格式
无论贡献是通过卫星还是光纤通道，在迁移到 HDTV 和 3D-HDTV 的情况下，仍然需要压缩。在这里，对压缩的需求与对高质量的需求相得一起，这导致大多数贡献系统提供商能够集成 JPEG 2000. 2009年，灵活运输的标准化 JPEG 启动了 2000 个通过 MPEG-2-TS 的流。它将在 MPEG-2-TS 标准的未来修订中定义所有必要的标识符和字段描述符。这项工作遵循新标准 JPEG 即将出版的2000年广播资料。有利于使用的其他关键功能 JPEG 2000 用于视频传输的有：
•极低的延迟：减少延迟对于 Live 电视贡献。在运动补偿的情况下，图片使用对过去和未来图片的引用进行编码，从而相对于整个图片组 （GOP） 的大小产生延迟。框架内的性质 JPEG 2000 压缩减少了延迟。平均而言， JPEG 2000 产生小于 1.5 帧的延迟进行编码或解码。有些实现甚至为整个编码解码周期提供少于一个帧。
•通过编码/解码代保持恒定的质量： JPEG 2000 在多个压缩步骤后保持质量（参见图 2），并且对像素偏移非常可靠。图 2： JPEG 经过几代人的编码和解码后，2000 保持了相同的质量水平。
•强大的传输，减少的视频人工制品：位错误 JPEG 2000 流产生的视觉伪影比基于 GOP 和 DCT 的格式要少，因为错误在受影响的图片中显示为短寿命模糊，而不传播到相邻帧。
•对称编码/解码处理能力：在具有少量编码器和大量解码器的系统中，在降低解码器的轻量化范围时，必须尽可能降低解码器，同时牺牲编码器的复杂性和成本。这就是MPEG-2和MPEG-4背后的理念。贡献系统的体系结构非常不同，发射机和接收器的数量更加匹配。因此，发射机和接收器的成本和复杂性最好大致相同， JPEG 2000 这是相对容易实现的，因为编码和解码是对称过程。
JPEG 2000 作为存档格式
几年来 JPEG 2000作为包括数字电影和广播在内的视听社区的长期保存形式，已经逐渐深入人心。
事实上，广播公司和视频档案员正在寻找磁盘上的长期数字保存。在大多数情况下，源材料不是数字材料，而是需要扫描的胶片或高质量模拟录像带（如 Betacam SP）。因此，必须选择目标数字格式。这里的关键要求通常包括降低未压缩视频的存储成本，同时保持无限期保护，防止丢失或损坏。此外，该格式最好能够利用数字化内容，这意味着提供灵活性（再次提供工作流）和安全性。
由于这些原因，一些研究和用户报告声称 JPEG 2000 是视听存档的解决方案。
请注意，并非所有 JPEG 2000 采用者依靠这种格式进行最后的档案开发。特别是，当互联网是主要的目标利用渠道时，内容从 JPEG 2000 无损低比特率 H.264。其优点是，与当今的网络浏览器更加兼容， JPEG 2000的一个弱点– 但它意味着额外的成本和复杂性。
使用的三大技术优势 JPEG 2000 用于视听存档通常强调：
•真正无损的压缩：它使存储需求平均降低 50%，同时仍允许恢复确切的原始图像信息。
•可扩展性：允许代理提取、高效浏览、检索、转码和流式传输。
•开放标准： JPEG 2000 标准支持每个分辨率、颜色深度、组件数量和帧速率。此外，非技术性功能使 JPEG 2000对长期项目更具吸引力：它是许可证和免版税...
结论
JPEG 2000提供了许多优势功能，使其成为广播制作工作流程中理想的主格式、贡献格式或归档格式。主要优势包括高视频质量、无损压缩、低延迟、对传输错误的鲁棒性、可扩展性以及通过编码和解码世代不变的质量。基于运动补偿的方法（如MPEG系列）是并将继续是最终向终端消费者传播内容的便捷解决方案。作为补充，JPEG 2000正迅速成为生产工作流程的专业管理的强制性标准。由于JPEG 2000支持任何分辨率、颜色深度、组件数量和帧速率，它也准备好应对未来的应用。
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