JPEG 2000年廣播勢頭：為什麼是現在？
在被數位電影行業正式採用僅幾年後， JPEG 2000 現在正通過各種行業倡議和標準推薦用於廣播。並且： JPEG 委員會即將宣佈發佈其專用廣播簡介。在視頻服務論壇的推動下， JPEG 2000年通過MPEG-2-TS的運輸正在標準化中。最近，幾家產品製造商共同組成了 JPEG 2000年聯盟推廣這種格式的好處。最後，今天一波歸檔計劃正在支援。 JPEG 2000年超過其他格式 - 包括未壓縮的TIFF- 為後代保存其視聽遺產。
這種勢頭背後有一個很好的理由;近年來，視頻壓縮格式的作用發生了根本性的變化。隨著傳輸和存儲容量的不斷增長，再加上內容質量和數量的增加，問題不再是能夠可靠地壓縮內容。如今，挑戰在於管理內容的品質以及在整個工作流程中對內容的訪問。
提供優於 JPEG 2000年，如MPEG-4 AVC/H.264，仍然需要應對具有挑戰性的消費者環境，其中移動性，共用網路和無線仍將是關鍵方面。當今的專業廣播公司更願意避免固有的圖像退化，以確保和保持從採集和製作到分發和保存的可靠圖像/視頻品質：只是什麼 JPEG 2000 報價。
如何 JPEG 2000工作？
首先 JPEG 2000是一種幀內壓縮格式，即每個視頻幀作為靜止圖像獨立壓縮。這提供了質量保證，但確實對強壓縮係數造成了障礙。同樣，這一切都取決於對格式的期望。例如，如果壓縮的目的是本質的分佈，並且不需要進一步的編輯，則通常應首選長GOP MPEG。但是，如果目的是生產，則僅 I 壓縮格式是理想的。
經過預處理階段（主要處理顏色去相關），視頻幀通過遞歸低（L）和高通（H）小波濾波器（見圖1）。此過程稱為離散小波變換 （DWT）。它對應於元件內去相關，通過將圖像資訊集中在一個小且非常局部的區域來重組圖像。遞歸DWT還導致多解析度圖像表示。接下來，在熵編碼單元中量化和編碼數據。量化和編碼一起實現壓縮，然後根據速率失真優化組織代碼流。
值得強調的是，整個幀被壓縮為一個整體，沒有事先分解為圖元塊。有些人認為，因此，低比特率的偽影在視覺上比基於DCT的編碼方案的眾所周知的阻塞效應更容易接受，這聽起來可能很主觀。
最後，輸出 JPEG 2000 碼流在幾個維度上呈現出固有的可擴展結構：顏色分量、解析度（通過 DWT）、品質（通過速率失真優化）和空間區域，這要歸功於數據的適當分組。
JPEG 2000 作為廣播製作工作流程的中間母版格式
當今行業的一個重要需求是與各種交付格式相容的高品質母版，這些母版可以在任何相關的現有平臺上提供內容。這包括作為連結流程的攝取、轉碼、字幕、品質控制和音軌管理。 JPEG 2000 顯示了這種高品質中間服務主格式的所有必要功能：
• 品質： 在整個生產過程中保持高品質。
• Bit depth: JPEG 2000 是10位或更高的格式。
• 無阻塞偽影。
• 可擴展性： 這有望實現“為多種目的創建一次”。
• 易於編輯： 即使在最高比特率下，其固有的靈活性使其在當今的筆記型電腦和工作站編輯系統上非常有用，全比特率實時視頻軌道的數量有限。隨著計算硬體的改進，即時層的數量只會增加。
• 幀內編碼：與基於運動補償的壓縮方法不同，該方法指的是用於幀間預測的前 （P） 或未來 （B） 幀，幀內編碼 JPEG 2000允許在任何地方切斷視頻信號。
• 易於轉碼： 對於高端應用，轉碼到中間版本可以改善工作流程。 JPEG 2000 無可爭議的壓縮偽影確保在比特率非常寶貴時這是一個乾淨和快速的操作。正確轉碼 1920x1080 JPEG 大多數觀眾發現 2000 個檔 @ 100 Mbit/秒與 2048x1556 2K 原始檔在主觀上無法區分。此外，基於小波 JPEG 2000 壓縮不會干擾最終的（通常基於DCT）廣播格式。
JPEG 2000年作為貢獻格式
無論貢獻是通過衛星還是光纖通道，鑒於向HDTV和3D-HDTV的遷移，仍然需要壓縮。同樣，對壓縮的需求與對高品質的需求相伴而生，這導致大多數貢獻系統供應商集成 JPEG 2000. 2009年，柔性運輸標準化 JPEG 啟動了 MPEG-2-TS 上的 2000 個流。它將在MPEG-2-TS標準的未來修訂中定義所有必要的標識元和字段描述符。這項工作遵循新標準 JPEG 2000年廣播簡介即將出版。有利於使用的其他關鍵功能 JPEG 2000年用於視頻傳輸的有：
• 極低延遲：減少延遲 對於 live 電視貢獻。在運動補償的情況下，使用參考過去和未來的圖片對圖片進行編碼，隨之而來的是相對於整個圖片組（GOP）的大小的延遲。框架內性質 JPEG 2000 壓縮減少了延遲。平均而言， JPEG 2000 產生的編碼或解碼延遲小於 1.5 幀。一些實現甚至為整個編碼-解碼週期提供不到一幀。
• 透過編碼/解碼生成實現恆定的品質： JPEG 2000 在多個壓縮步驟后保持質量（見圖 2），並且對圖元偏移具有魯棒性。圖2： JPEG 2000 經過多代編碼和解碼后保持相同的質量水準。
• 強大的傳輸，減少視頻偽影：在 JPEG 與基於 GOP 和 DCT 的格式相比，2000 流產生的視覺偽影更少，因為錯誤在受影響的圖像中顯示為短暫的模糊，而不會傳播到相鄰幀。
• 對稱編碼/解碼處理能力：在編碼器數量較少和解碼器數量較多的系統中，以犧牲編碼器的複雜性和成本為代價，盡可能減輕解碼器的重量非常重要。這就是MPEG-2和MPEG-4背後的理念。貢獻系統的架構非常不同，發射器和接收器的數量更加平等匹配。因此，理想情況下，發射器和接收器的成本和複雜性應大致相同，並且 JPEG 2000年，這是相對容易實現的，因為編碼和解碼是對稱過程。
JPEG 2000 作為存檔格式
幾年來， JPEG 2000 年作為包括數位電影和廣播在內的視聽社區的長期保存格式已經佔據了一席之地。
事實上，廣播公司和視頻檔案工作者正在尋找磁碟上的長期數位保存。在大多數情況下，源材料不是數位的，而是在需要掃描的膠片或高品質的模擬錄像帶（如 Betacam SP）上。因此，必須選擇目標數位格式。這裡的關鍵要求通常包括降低未壓縮視頻的存儲成本，同時仍保持無限期的保護，防止丟失或損壞。此外，該格式最好能夠利用數位化內容，這意味著提供靈活性（再次是工作流程）和安全性。
由於這些原因，一些研究和用戶報告聲稱 JPEG 2000年成為音像檔案的解決方案。
請注意，並非所有 JPEG 2000 個採用者依靠這種格式進行最終的檔案開發。特別是，當互聯網是主要的目標開發管道時，內容是從 JPEG 2000 無損到低比特率 H.264。優點是還可以與當今的網路瀏覽器更相容 - 這是 JPEG 2000年 - 但這意味著額外的成本和複雜性。
使用三大技術優勢 JPEG 2000年音像檔案通常強調：
•真正的無損壓縮：它可以將存儲需求平均減少50%，同時仍然允許恢復確切的原始圖像資訊。
• 可擴充性：允許代理提取、高效流覽、檢索、轉碼和流式傳輸。
• 開放標準： JPEG 2000 標準支援各種解析度、顏色深度、元件數量和幀速率。此外，非技術功能使 JPEG 2000 對長期專案更具吸引力：它是免許可和免版稅的......
結論
JPEG 2000 提供了許多有利的功能，使其成為廣播製作工作流程的理想選擇，如主格式、貢獻格式或存檔格式。主要優勢包括高視頻品質、無損壓縮、低延遲、對傳輸錯誤的魯棒性、可擴展性和通過編碼和解碼生成的恆定品質。基於運動補償的方法（例如.MPEG系列）現在是，將來仍然是將內容最終傳播給最終消費者的便捷解決方案。相輔相成的是， JPEG 2000年正迅速成為生產工作流程專業管理的強制性標準。如 JPEG 2000 支援任何解析度、色深、分量數量和幀速率，也已準備好滿足未來的應用需求。
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