ISO/IEC 14495-2:2003
(Main)Information technology — Lossless and near-lossless compression of continuous-tone still images: Extensions — Part 2:
Information technology — Lossless and near-lossless compression of continuous-tone still images: Extensions — Part 2:
ISO/IEC 14495-2:2003 defines a set of lossless (bit-preserving) and nearly lossless (where the error for each reconstructed sample is bounded by a predefined value) compression methods for coding continuous-tone (including bi-level), gray-scale, or colour digital still images. ISO/IEC 14495-2:2003: specifies extensions (including arithmetic coding, extension of near lossless coding, extension of prediction and extension of Golomb coding) to processes for converting source image data to compressed image data; specifies extensions to processes for converting compressed image data to reconstructed image data including an extension for sample tranformation for inverse colour transforms; specifies coded representations for compressed image data; provides guidance on how to implement these processes in practice.
Technologies de l'information — Compression sans perte et quasi sans perte d'images fixes à modelé continu: Extensions — Partie 2:
L'ISO/CEI 14495-2:2003 définit un ensemble de méthodes de compression pour le codage d'images numériques fixes à modelé continu (notamment à deux niveaux), en gammes de gris ou en couleurs. Ces méthodes sont dites sans perte, lorsque l'échantillon reconstitué reproduit au bit près l'échantillon de départ, ou quasi sans perte, lorsque le niveau d'erreur afférent à chacun des échantillons reconstitués reste borné par une valeur définie au préalable. L'ISO/CEI 14495-2:2003 contient la spécification des extensions (destinées notamment au codage arithmétique, au codage quasi sans perte, à la prédiction et au codage de Golomb) des processus de conversion des données d'image source en données d'image comprimées; la spécification des extensions des processus de conversion des données d'image comprimées en données d'image reconstituées, notamment une extension destinée à la transformation d'un échantillon lors de la transformée inverse des couleurs; la spécification des représentations codées des données d'image comprimées; des conseils pratiques pour l'implémentation de ces processus.
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INTERNATIONAL ISO/IEC
STANDARD 14495-2
Second edition
2003-04-01
Information technology — Lossless
and near-lossless compression of
continuous-tone still images: Extensions
Technologies de l'information — Compression sans perte et quasi sans
perte d'images fixes à modelé continu: Extensions
Reference number
ISO/IEC 14495-2:2003(E)
©
ISO/IEC 2003
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ISO/IEC 14495-2:2003(E)
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ISO/IEC 14495-2:2003(E)
CONTENTS
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1 Scope . 1
2 Normative references . 1
2.1 Identical Recommendations | International Standards . 1
2.2 Additional references . 1
3 Definitions, abbreviations, symbols and conventions . 2
3.1 Definitions. 2
3.2 Abbreviations . 2
3.3 Symbols. 2
4 General . 3
4.1 Extensions specified by this Recommendation | International Standard. 4
4.1.1 Encoding with arithmetic coding . 4
4.1.2 Extension of near-lossless coding . 4
4.1.3 Extension of prediction . 5
4.1.4 Extension of Golomb coding . 5
4.1.5 Fixed length coding. 5
4.1.6 Sample transformation for inverse colour transforms . 5
4.2 Descriptions of extended functions . 5
5 Interchange format requirements. 6
6 Encoder requirements. 6
7 Decoder requirements. 6
8 Conformance testing for extensions . 7
8.1 Purpose. 7
8.2 Encoder conformance tests. 7
8.3 Decoder conformance tests . 7
Annex A – Encoding procedures with arithmetic coding for a single component. 10
A.1 Coding parameters and compressed image data. 10
A.2 Initializations and conventions. 10
A.2.1 Initializations. 10
A.2.2 Conventions for figures. 12
A.3 Context determination. 12
A.3.1 Local gradient computation. 12
A.3.2 Flat region detection. 13
A.3.3 Local gradient quantization. 13
A.3.4 Quantized gradient merging. 14
A.3.5 Adjustment of error tolerance for near-lossless coding with visual quantization. 14
A.4 Prediction . 14
A.4.1 Edge-detecting predictor . 14
A.4.2 Prediction correction . 14
A.4.3 Computation of prediction error. 15
A.4.4 Error quantization for near-lossless coding, and reconstructed value computation . 16
A.4.5 Modulo reduction of the prediction error. 16
A.5 Prediction error encoding. 16
A.5.1 Error mapping . 17
A.5.2 Binarization of MErrval with the Golomb code tree. 17
A.5.3 Mapped-error encoding. 18
A.6 Update variables. 18
A.6.1 Update. 18
A.6.2 Bias computation. 21
A.7 Flow of encoding procedures . 22
© ISO/IEC 2003 – All rights reserved iii
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ISO/IEC 14495-2:2003(E)
Page
Annex B – Arithmetic coding. 24
B.1 Arithmetic encoding procedures . 24
B.1.1 Binary arithmetic encoding principles . 24
B.1.2 Procedures of arithmetic coding. 25
B.2 Arithmetic decoding procedures . 28
B.2.1 Binary arithmetic decoding principles . 28
B.2.2 Procedures of arithmetic decoding. 28
Annex C – Encoding with arithmetic coding for multiple component images . 30
C.1 Introduction. 30
C.2 Line interleaved mode. 30
C.2.1 Description. 30
C.2.2 Process flow . 30
C.3 Sample interleaved mode . 30
C.3.1 Description. 30
C.3.2 Process flow . 31
C.4 Minimum coded unit (MCU) . 31
Annex D – Extended functions for the baseline coding model. 32
D.1 Extensions of near-lossless coding. 32
D.1.1 Near-lossless coding with visual quantizaion . 32
D.1.2 Near-lossless coding with NEAR value re-specification . 32
D.2 Extensions of prediction on baseline coding model . 33
D.2.1 Initializations. 33
D.2.2 Prediction correction . 33
D.2.3 Symbol packing. 33
D.2.4 Update variables. 34
D.2.5 Run interruption sample encoding . 35
D.2.6 Flow of encoding procedures . 35
D.3 Extension of Golomb coding. 35
D.3.1 Golomb code completion . 36
D.3.2 Run interruption handling for qbpp=1 . 36
Annex E – Fixed length coding . 37
E.1 Introduction. 37
E.2 Fixed length coding. 37
Annex F – Sample transformation for inverse colour transform . 38
F.1 Inverse colour transform . 38
F.2 Example and guideline (Informative). 39
Annex G – Compressed data format. 41
G.1 General aspects of the compressed data format specification . 41
G.1.1 Marker assignments . 41
G.1.2 JPEG-LS preset parameters specification syntax. 41
Annex H – Control procedures for extensions. 48
H.1 Control procedure for encoding a restart interval. 48
H.2 Control procedure for encoding a minimum coded unit (MCU) with fixed length code (FLC) . 48
Annex I – Conformance tests. 51
I.1 Test images . 51
I.1.1 Source images . 51
I.1.2 Compressed image data. 51
I.1.3 Test image formats. 51
Annex J – Patents . 53
J.1 List of patents. 53
Annex K – Bibliography. 55
iv © ISO/IEC 2003 – All rights reserved
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ISO/IEC 14495-2:2003(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) and IEC (the International Electrotechnical
Commission) form the specialized system for worldwide standardization. National bodies that are members of
ISO or IEC participate in the development of International Standards through technical committees
established by the respective organization to deal with particular fields of technical activity. ISO and IEC
technical committees collaborate in fields of mutual interest. Other international organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO and IEC, also take part in the work. In the field of information
technology, ISO and IEC have established a joint technical committee, ISO/IEC JTC 1.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of the joint technical committee is to prepare International Standards. Draft International
Standards adopted by the joint technical committee are circulated to national bodies for voting. Publication as
an International Standard requires approval by at least 75 % of the national bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO and IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/IEC 14495-2 was prepared jointly by Joint Technical Committee ISO/IEC JTC 1, Information technology,
Subcommittee SC 29, Coding of audio, picture, multimedia and hypermedia information, in collaboration with
ITU-T. The identical text is published as ITU-R Recommendation T.870.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO/IEC 14495-2:2002), which has been technically
revised.
ISO/IEC 14495 consists of the following parts, under the general title Information technology — Lossless and
near-lossles compression of continuous-tone still images:
— Part 1: Baseline
— Part 2: Extensions
© ISO/IEC 2003 – All rights reserved v
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ISO/IEC 14495-2:2003 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
ITU-T RECOMMENDATION
Information technology – Lossless and near-lossless compression of
continuous-tone still images: Extensions
1 Scope
This Recommendation | International Standard defines a set of lossless (bit-preserving) and nearly lossless (where the
error for each reconstructed sample is bounded by a predefined value) compression methods for coding continuous-tone
(including bi-level), gray-scale, or colour digital still images.
This Recommendation | International Standard:
– specifies extensions (including arithmetic coding, extension of near lossless coding, extension of
prediction and extension of Golomb coding) to processes for converting source image data to
compressed image data;
– specifies extensions to processes for converting compressed image data to reconstructed image data
including an extension for sample tranformation for inverse colour transforms;
– specifies coded representations for compressed image data;
– provides guidance on how to implement these processes in practice.
2 Normative references
The following Recommendations and International Standards contain provisions which, through references in this text,
constitute provisions of this Recommendation | International Standard. At the time of publication, the editions indicated
were valid. All Recommendations and Standards are subject to revision, and parties to agreements based on this
Recommendation | International Standard are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent
edition of the Recommendations and Standards listed below. Members of IEC and ISO maintain registers of currently
valid International Standards. The Telecommunication Standardization Bureau of the ITU maintains a list of currently
valid ITU-T Recommendations.
2.1 Identical Recommendations | International Standards
– CCITT Recommendation T.81 (1992) | ISO/IEC 10918-1:1994, Information technology – Digital
compression and coding of continuous-tone still images: Requirements and guidelines.
– ITU-T Recommendation T.83 (1994) | ISO/IEC 10918-2:1995, Information technology – Digital
compression and coding of continuous-tone still images: Compliance testing.
– ITU-T Recommendation T.84 (1996) | ISO/IEC 10918-3:1997, Information technology – Digital
compression and coding of continuous-tone still images: Extensions.
– ITU-T Recommendation T.87 (1998) | ISO/IEC 14495-1:2000, Information technology – Lossless and
near-lossless compression of continuous-tone still images: Baseline.
2.2 Additional references
– ISO/IEC 646:1991, Information technology – ISO 7-bit coded character set for information interchange.
– ISO 5807:1985, Information processing – Documentation symbols and conventions for data, program
and system flowcharts, program network charts and system resources charts.
– ISO/IEC 9899:1999, Programming languages – C.
ITU-T Rec. T.870 (03/2002) 1
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ISO/IEC 14495-2:2003 (E)
3 Definitions, abbreviations, symbols and conventions
3.1 Definitions
For the purposes of this Recommendation | International Standard, the following definitions apply in addition to the
definitions used in ITU-T Rec. T.87 | ISO/IEC 14495-1.
3.1.1 arithmetic encoder: An embodiment of an arithmetic encoding procedure.
3.1.2 arithmetic encoding: A procedure which encodes a sample as a binary representation of the sequence of
previously encoded samples by means of a recursive subdivision of a unit interval.
3.1.3 arithmetic decoder: An embodiment of an arithmetic decoding procedure.
3.1.4 arithmetic decoding: A procedure which recovers source data from an encoded bit stream produced by an
arithmetic encoder.
3.1.5 binary context: Context used to determine the binary arithmetic coding of the present binary decision.
3.1.6 binary decision: Choice between two alternatives.
3.1.7 colour transform: A procedure for sample transformation for inverse colour transform.
3.1.8 sign flipping: The procedure which reverses the sign of a prediction error according to accumulated
prediction errors.
3.1.9 symbol packing: A procedure which may be applied to source images in which sample values are sparsely
distributed.
3.1.10 visual quantization: An extended function of near-lossless coding which enables to change the difference
bound according to the context.
3.2 Abbreviations
In additions to the abbreviations used in ITU-T Rec. T.87 | ISO/IEC 14495-1, the abbreviations used in this
Recommendation | International Standard are listed below.
FLC Fixed length code
LPS Less probable symbol
MPS More probable symbol
3.3 Symbols
In addition to the symbols used in ITU-T Rec. T.87 | ISO/IEC 14495-1, the symbols used in this Recommendation |
International Standard are listed below. A convention is used that parameters which are fixed in value during the
encoding of a scan are indicated in boldface capital letters, and variables which change in value during the encoding of
a scan are indicated in italicised letters.
Areg current numerical-line interval being renormalized
ArithmeticEncode() a function in the C programming language
Av[0.30] 31 constants corresponding to LPS probability estimate
Avd auxiliary variable storing modified Av
BASIC_T1, BASIC_T2, BASIC_T3, BASIC_T4 basic default threshold values
Bin binary decision
Buf [0.1] bytes stored to avoid carry-over propagation to the encoded bit stream
Creg value of code register storing the trailing bits of the encoded bit stream
ENT indication of the coding process used for the scan
Flag[0.MAXVAL] MAXVAL+1 flags which indicate if corresponding sample values already occurred
2 ITU-T Rec. T.870 (03/2002)
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ISO/IEC 14495-2:2003 (E)
GetBinaryContext() a function in the C programming language
GetByte() a function in the C programming language
GetGolombk() a function in the C programming language
Hd auxiliary variable storing an integer value corresponding to a half of the full range but shifted
according to the size of the current interval
LPScnt[0.MAXS] accumulated occurrence count of the LPS (less probable symbol) at each binary context
MAXcnt threshold value at which MLcnt and LPScnt are halved
MAXS maximum index of binary contexts
MLcnt[0.MAXS] accumulated occurrence count of each binary context
MPSvalue[0.MAXS] sense of the MPS (more probable symbol) at each binary context
nearq context-dependent difference bound for near-lossless coding using visual quantization
NEARRUN difference bound for near-lossless coding in run mode
NMCU number of MCUs
Prob LPS probability estimated from MLcnt and LPScnt
Qx the (quantized) value of a sample to be encoded with fixed length code
S index for binary contexts
SOF JPEG-LS frame marker for this extension
57
SPf [0.RANGE] RANGE+1 flags indicating if corresponding mapped error values already occurred
SPm[0.RANGE] mapping table of MErrval or EMErrval for symbol packing
SPt the smallest positive integer greater than all mapped error values that occurred in the scan up to
this point
SPx number of the different mapped error values that already occurred
T1, T2, T3 thresholds for local gradients
T4 threshold for an additional local gradient
TEMErrval auxiliary variable storing EMErrval
Th[0.29] threshold to determine suitable value of Av
TMErrval auxiliary variable storing MErrval
TQ visual quantization threshold
wct number of bits by which Areg is shifted
Zerograd flag indicating local gradients are all zero
4 General
The purpose of this clause is to give an overview of this Recommendation | International Standard.
This Recommendation | International Standard defines extensions to the elements specified in ITU-T Rec. T.87 |
ISO/IEC 14495-1. Extensions which pertain to encoding or decoding are defined as procedures which may be used in
combination with the encoding and decoding processes of ITU-T Rec. T.87 | ISO/IEC 14495-1. This Recommendation |
International Standard also defines extensions to the compressed data formats, i.e., interchange. Each encoding or
decoding extension shall only be used in combination with particular coding processes and only in accordance with the
requirements set forth herein. These extensions are backward compatible in the sense that decoders which implement
these extensions will also support configuration subsets that are currently defined by ITU-T Rec. T.87 |
ISO/IEC 14495-1.
ITU-T Rec. T.870 (03/2002) 3
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ISO/IEC 14495-2:2003 (E)
4.1 Extensions specified by this Recommendation | International Standard
The following extensions are specified:
– An extension which provides for arithmetic coding. This extension will provide higher compression
ratio, especially with high-skew images.
– An extension which provides for variable near-lossless coding. This extension will provide a wider
variety of possible nearly lossless reconstructions of a source image than ITU-T Rec. T.87 |
ISO/IEC 14495-1. There are two types of variable near-lossless coding, depending on whether the
difference bound is changed:
a) according to its context; or
b) in vertical direction.
– An extension which provides for a modified prediction procedure in source images in which sample
values are sparsely distributed.
– An extension which provides for a modified Golomb coding procedure. This modification avoids
possible expansion of compressed image data, and improves coding efficiency by eliminating code
words that are not used.
– An extension which provides for fixed length coding.
– An extension which provides for a modified sample transformation process. This extension can be used
to define inverse colour transforms in order to achieve greater efficiency by compressing a source image
in a different colour representation.
The following subclauses describe these extensions in greater detail.
4.1.1 Encoding with arithmetic coding
In JPEG-LS baseline, specified in ITU-T Rec. T.87 | ISO/IEC 14495-1, simple but efficient coding is achieved by the
combination of Golomb coding (regular mode) and the run mode. However, for some very high-skewed image data
such as computer generated images, the compression efficiency is affected by the use of symbol-by-symbol coding in
contexts that present highly skewed distributions. Therefore, coding procedures based on arithmetic coding are
specified in this Recommendation | International Standard as an extended function, which enables alphabet extension
for every context (rather than only in run mode) and provides higher compression performance with a moderate increase
of the coder complexity.
The arithmetic coder adopted in this Recommendation | International Standard is characterized by its fast
multiplication-free arithmetic operation and radix-255 representation. The details are described in Annex A and B.
4.1.2 Extension of near-lossless coding
The extension of the near-lossless coding capabilities of ITU-T Rec. T.87 | ISO/IEC 14495-1 is to allow the NEAR
parameter to vary during the process of encoding a source image. There are two types of variable near-lossless coding,
serving tw
...
NORME ISO/CEI
INTERNATIONALE 14495-2
Deuxième édition
2003-04-01
Technologies de l'information —
Compression sans perte et quasi sans
perte d'images fixes à modelé continu:
Extensions
Information technology — Lossless and near-lossless compression of
continuous-tone still images: Extensions
Numéro de référence
ISO/CEI 14495-2:2003(F)
©
ISO/CEI 2003
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ISO/CEI 14495-2:2003(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO/CEI 2003 — Tous droits réservés
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ISO/CEI 14495-2:2003(F)
TABLE DES MATIÈRES
Page
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
2.1 Recommandations | Normes internationales identiques. 1
2.2 Autres références. 1
3 Définitions, abréviations, symboles et conventions. 2
3.1 Définitions. 2
3.2 Abréviations. 2
3.3 Symboles. 2
4 Généralités. 3
4.1 Extensions définies dans la présente Recommandation | Norme internationale. 4
4.1.1 Codage arithmétique . 4
4.1.2 Extension du codage quasi sans perte . 4
4.1.3 Extension de la prédiction. 5
4.1.4 Extension du codage de Golomb. 5
4.1.5 Codage au moyen d'un code de longueur fixe. 5
4.1.6 Transformation d'un échantillon lors de la transformée inverse des couleurs. 5
4.2 Description des fonctions étendues . 6
5 Prescriptions relatives au format d'échange. 6
6 Prescriptions relatives au codeur . 6
7 Prescriptions relatives au décodeur . 7
8 Essais de conformité pour les extensions . 7
8.1 Objet. 7
8.2 Essais de conformité des codeurs. 8
8.3 Essais de conformité des décodeurs . 9
Annexe A – Procédures fondées sur le codage arithmétique des images à composante unique . 10
A.1 Paramètres de codage et données d'image comprimées . 10
A.2 Initialisations et conventions. 10
A.2.1 Initialisations. 10
A.2.2 Conventions relatives aux figures . 12
A.3 Détermination du contexte . 12
A.3.1 Calcul des gradients locaux. 13
A.3.2 Détection des zones planes. 13
A.3.3 Quantification des gradients locaux . 13
A.3.4 Fusion des gradients quantifiés . 14
A.3.5 Réglage de la tolérance d'erreur dans le cas du codage quasi sans perte avec
quantification visuelle . 14
A.4 Prédiction . 14
A.4.1 Prédicteur de détection des bords. 14
A.4.2 Correction de la prédiction. 15
A.4.3 Calcul de l'erreur de prédiction . 16
A.4.4 Quantification de l'erreur dans le cas du codage quasi sans perte et calcul de la valeur
reconstituée . 16
A.4.5 Réduction modulo RANGE de l'erreur de prédiction. 17
A.5 Codage de l'erreur de prédiction. 17
A.5.1 Projection de l'erreur . 17
A.5.2 Mise en forme binaire de MErrval au moyen de l'arborescence des codes de Golomb . 17
A.5.3 Codage des erreurs projetées. 19
A.6 Mise à jour des variables. 19
A.6.1 Mise à jour . 19
A.6.2 Calcul du biais. 22
A.7 Succession des procédures de codage . 23
© ISO/CEI 2003 — Tous droits réservés iii
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ISO/CEI 14495-2:2003(F)
Page
Annexe B – Codage arithmétique. 25
B.1 Procédures de codage arithmétique. 25
B.1.1 Principes du codage arithmétique binaire. 25
B.1.2 Procédures de codage arithmétique. 26
B.2 Procédures de décodage arithmétique . 29
B.2.1 Principes du décodage arithmétique binaire. 29
B.2.2 Procédures de décodage arithmétique . 29
Annexe C – Procédures fondées sur le codage arithmétique des images à composantes multiples. 31
C.1 Introduction. 31
C.2 Mode entrelacement de lignes. 31
C.2.1 Description. 31
C.2.2 Déroulement du processus . 31
C.3 Mode entrelacement d'échantillons . 32
C.3.1 Description. 32
C.3.2 Déroulement du processus . 32
C.4 Unité codée minimale . 32
Annexe D – Fonctions étendues destinées au modèle de codage de base. 33
D.1 Extensions du codage quasi sans perte. 33
D.1.1 Codage quasi sans perte avec quantification visuelle. 33
D.1.2 Codage quasi sans perte avec réitération de la spécification de la valeur NEAR. 33
D.2 Extensions de la prédiction appliquées au modèle de codage de base . 34
D.2.1 Initialisations. 34
D.2.2 Correction de la prédiction. 34
D.2.3 Tassement des symboles . 35
D.2.4 Mise à jour des variables. 35
D.2.5 Codage d'un échantillon d'interruption de plage . 36
D.2.6 Succession des procédures de codage . 36
D.3 Extension du codage de Golomb. 37
D.3.1 Terminaison du code de Golomb . 37
D.3.2 Traitement de l'interruption de plage pour qbpp=1 . 38
Annexe E – Codage de longueur fixe . 39
E.1 Introduction. 39
E.2 Codage au moyen d'un code de longueur fixe. 39
Annexe F – Transformation d'un échantillon lors de la transformée inverse des couleurs. 40
F.1 Transformée inverse des couleurs . 40
F.2 Exemple et directive (informative). 41
Annexe G – Format de données comprimées . 44
G.1 Généralités concernant la spécification du format de données comprimées . 44
G.1.1 Attribution des marqueurs. 44
G.1.2 Syntaxe de la spécification des paramètres prédéfinis de format JPEG-LS . 44
Annexe H – Procédures de commande des extensions . 52
H.1 Procédure de commande du codage d'un intervalle de reprise. 52
H.2 Procédure de commande du codage d'une unité codée minimale au moyen d'un code de longueur
fixe . 52
Annexe I – Essais de conformité . 55
I.1 Images d'essai. 55
I.1.1 Images source. 55
I.1.2 Données d'image comprimées. 55
I.1.3 Formats des images d'essai. 56
Annexe J – Brevets . 58
J.1 Liste des brevets. 58
Annexe K – Bibliographie . 60
iv © ISO/CEI 2003 — Tous droits réservés
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ISO/CEI 14495-2:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) et la CEI (Commission électrotechnique internationale)
forment le système spécialisé de la normalisation mondiale. Les organismes nationaux membres de l'ISO ou
de la CEI participent au développement de Normes internationales par l'intermédiaire des comités techniques
créés par l'organisation concernée afin de s'occuper des domaines particuliers de l'activité technique. Les
comités techniques de l'ISO et de la CEI collaborent dans des domaines d'intérêt commun. D'autres
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO et la CEI
participent également aux travaux. Dans le domaine des technologies de l'information, l'ISO et la CEI ont créé
un comité technique mixte, l'ISO/CEI JTC 1.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale du comité technique mixte est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par le comité technique mixte sont soumis aux organismes nationaux pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des
organismes nationaux votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO et la CEI ne sauraient être tenues pour
responsables de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO/CEI 14495-2 a été élaborée conjointement par le comité technique mixte ISO/CEI JTC 1, Technologies
de l'information, sous-comité SC 29, Codage du son, de l’image, de l’information multimédia et hypermédia,
en collaboration avec l'UIT-T. Le texte identique est publié en tant que Rec. UIT-T 870.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO/CEI 14495-2:2002), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO/CEI 14495 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Technologies de
l’information — Compression sans perte et quasi sans perte d’images fixes à modelé continu:
Partie 1: Principes
Partie 2: Extensions
© ISO/CEI 2003 — Tous droits réservés v
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ISO/CEI 14495-2:2003 (F)
NORME INTERNATIONALE
RECOMMANDATION UIT-T
Technologies de l'information – Compression sans perte et
quasi sans perte d'images fixes à modelé continu: extensions
1 Domaine d'application
La présente Recommandation | Norme internationale définit un ensemble de méthodes de compression pour le codage
d'images numériques fixes à modelé continu (notamment à deux niveaux), en gammes de gris ou en couleurs. Ces
méthodes sont dites sans perte, lorsque l'échantillon reconstitué reproduit au bit près l'échantillon de départ, ou quasi sans
perte, lorsque le niveau d'erreur afférent à chacun des échantillons reconstitués reste borné par une valeur définie au
préalable.
La présente Recommandation | Norme internationale contient:
− la spécification des extensions (destinées notamment au codage arithmétique, au codage quasi sans perte,
à la prédiction et au codage de Golomb) des processus de conversion des données d'image source en
données d'image comprimées;
− la spécification des extensions des processus de conversion des données d'image comprimées en données
d'image reconstituées, notamment une extension destinée à la transformation d'un échantillon lors de la
transformée inverse des couleurs;
− la spécification des représentations codées des données d'image comprimées;
− des conseils pratiques pour l'implémentation de ces processus.
2 Références normatives
Les Recommandations et Normes internationales suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui
y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Recommandation | Norme internationale. Au moment de
la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Toutes Recommandations et Normes sont sujettes à révision et
les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Recommandation | Norme internationale sont invitées à
rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des Recommandations et Normes indiquées ci-après.
Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur. Le Bureau de la
normalisation des télécommunications de l'UIT-T tient à jour une liste des Recommandations de l'UIT-T en vigueur.
2.1 Recommandations | Normes internationales identiques
– Recommandation CCITT T.81 (1992) | ISO/CEI 10918-1:1994, Technologies de l'information –
Compression numérique et codage des images fixes de nature photographique – Prescriptions et lignes
directrices.
– Recommandation UIT-T T.83 (1994) | ISO/CEI 10918-2:1995, Technologies de l'information –
Compression et codage numériques des images fixes à modelé continu: tests de conformité.
– Recommandation UIT-T T.84 (1996) | ISO/CEI 10918-3:1997, Technologies de l'information –
Compression et codage numériques des images fixes à modelé continu: extensions.
− Recommandation UIT-T T.87 (1998) | ISO/CEI 14495-1:2000, Technologies de l'information –
Compression sans perte et quasi sans perte d'images fixes à modelé continu – Principes.
2.2 Autres références
– ISO/CEI 646:1991, Technologies de l'information – Jeu ISO de caractères codés à 7 éléments pour
l'échange d'informations.
– ISO 5807:1985, Traitement de l'information – Symboles de documentation et conventions applicables aux
données, aux organigrammes de programmation et d'analyse, aux schémas des réseaux de programmes et
des ressources de système.
– ISO/CEI 9899:1990, Langages de programmation – C.
UIT-T Rec. T.870 (03/2002) 1
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ISO/CEI 14495-2:2003 (F)
3 Définitions, abréviations, symboles et conventions
3.1 Définitions
Pour les besoins de la présente Recommandation | Norme internationale, il convient d'appliquer, outre les définitions
employées dans la Rec. UIT-T T.87 | ISO/CEI 14495-1, les définitions suivantes.
3.1.1 codeur arithmétique: matérialisation d'une procédure de codage arithmétique.
3.1.2 codage arithmétique: procédure qui permet le codage d'un échantillon sous la forme d'une représentation
binaire de la séquence des échantillons précédemment codés par une subdivision récursive de l'intervalle unitaire.
3.1.3 décodeur arithmétique: matérialisation d'une procédure de décodage arithmétique.
3.1.4 décodage arithmétique: procédure qui permet la reconstitution des données d'origine à partir d'un train binaire
codé produit par un codeur arithmétique.
3.1.5 contexte binaire: contexte employé pour déterminer le codage arithmétique binaire de la décision binaire
présente.
3.1.6 décision binaire: choix entre deux solutions.
3.1.7 transformée inverse des couleurs: processus de transformation d'un échantillon lors de la transformée inverse
des couleurs.
3.1.8 inversion de signe: processus qui assure l'inversion du signe d'une erreur de prédiction en fonction de la
totalité des erreurs de prédiction accumulées.
3.1.9 tassement des symboles: procédure qui peut être appliquée aux images source dans lesquelles les valeurs
d'échantillon sont clairsemées.
3.1.10 quantification visuelle: fonction étendue du codage quasi sans perte qui permet la modification de la limite de
la différence en fonction du contexte.
3.2 Abréviations
Outre les abréviations employées dans la Rec. UIT-T T.87 | ISO/CEI 14495-1, les abréviations suivantes sont utilisées
dans la présente Recommandation | Norme internationale.
FLC Code de longueur fixe (fixed length code)
LPS Symbole le moins probable (less probable symbol)
MPS Symbole le plus probable (more probable symbol)
3.3 Symboles
Outre les symboles employés dans la Rec. UIT-T T.87 | ISO/CEI 14495-1, les symboles suivants sont utilisés dans la
présente Recommandation | Norme internationale. Par convention, les paramètres dont la valeur reste fixe pendant le
codage d'un balayage sont indiquées en lettres majuscules grasses et les variables dont la valeur change au cours du
codage d'un balayage sont indiquées en caractères italiques.
Areg intervalle courant de lignes numériques, en cours de renormalisation
ArithmeticEncode() fonction du langage de programmation C
Av[0.30] 31 constantes correspondant à l'estimée de la probabilité de LPS (symbole le moins probable)
Avd variable auxiliaire emmagasinant les constantes Av modifiées
BASIC_T1, BASIC_T2, BASIC_T3, BASIC_T4 valeurs par défaut des seuils de base
Bin décision binaire
Buf [0.1] octets emmagasinés pour éviter la propagation d'un report vers le train binaire codé
Creg valeur du registre de codes emmagasinant les bits de fin du train binaire codé
ENT indication du processus de codage employé au cours du balayage
2 UIT-T Rec. T.870 (03/2002)
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ISO/CEI 14495-2:2003 (F)
Flag[0.MAXVAL] MAXVAL+1 fanions indiquant si des valeurs d'échantillon correspondantes sont déjà apparues
GetBinaryContext() fonction du langage de programmation C
GetByte() fonction du langage de programmation C
GetGolombk() fonction du langage de programmation C
Hd variable auxiliaire emmagasinant une valeur entière correspondant à une moitié de la série
complète mais décalée en fonction de la grandeur de l'intervalle courant
LPScnt[0.MAXS] compte totalisateur des occurrences du symbole LPS dans chaque contexte binaire
MAXcnt valeur du seuil pour laquelle les comptes MLcnt et LPScnt sont divisés par deux
MAXS indice maximal des contextes binaires
MLcnt[0.MAXS] compte totalisateur des occurrences de chaque contexte binaire
MPSvalue[0.MAXS] sens du symbole MPS (symbole le plus probable) dans chaque contexte binaire
nearq limite de la différence en fonction du contexte pour le codage quasi sans perte utilisant la
quantification visuelle
NEARRUN limite de la différence pour le codage quasi sans perte en mode plage
NMCU nombre d'unités codées minimales (MCU, minimum coded unit)
Prob probabilité du symbole LPS, estimée à partir des comptes MLcnt et LPScnt
Qx valeur (quantifiée) d'un échantillon devant être codé au moyen d'un code de longueur fixe
S indice des contextes binaires
SOF marqueur de trame de format JPEG-LS pour cette extension
57
SPf [0.RANGE] fanions indiquant si des valeurs d'erreurs projetées correspondantes sont déjà apparues
SPm[0.RANGE] table de projection des valeurs MErrval ou EMErrval pour le tassement des symboles
SPt nombre entier positif le plus petit qui est supérieur à toutes les valeurs d'erreurs projetées,
apparues au cours du balayage jusqu'à ce point
SPx nombre des différentes valeurs d'erreurs projetées, déjà apparues
T1, T2, T3 seuils des gradients locaux
T4 seuil d'un gradient local supplémentaire
TEMErrval variable auxiliaire emmagasinant la valeur EMErrval
Th[0.29] seuil servant à la détermination de la valeur appropriée des constantes Av
TMErrval variable auxiliaire emmagasinant la valeur MErrval
TQ seuil de quantification visuelle
wct nombre de bits de décalage de l'intervalle Areg
Zerograd fanion indiquant que tous les gradients locaux sont nuls
4 Généralités
Le présent article a pour objet de donner un aperçu général de la présente Recommandation | Norme internationale.
La présente Recommandation | Norme internationale définit les extensions des éléments spécifiés dans la
Rec. UIT-T T.87 | ISO/CEI 14495-1. Les extensions se rapportant au codage ou au décodage sont définies comme des
procédures qui peuvent être employées en association avec les processus de codage ou de décodage de la Rec. UIT-T
T.87 | ISO/CEI 14495-1. La présente Recommandation | Norme internationale définit aussi les extensions des formats de
UIT-T Rec. T.870 (03/2002) 3
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ISO/CEI 14495-2:2003 (F)
données comprimées, à savoir les formats d'échange. Les extensions de codage ou de décodage ne doivent être utilisées
qu'en association avec des processus de codage donnés et en conformité avec les prescriptions qui y sont énoncées. Ces
extensions sont compatibles avec les définitions antérieures. Les décodeurs qui appliquent ces extensions prendront donc
aussi en charge les sous-ensembles de configurations qui sont actuellement définis dans la Rec. UIT-T T.87 |
ISO/CEI 14495-1.
4.1 Extensions définies dans la présente Recommandation | Norme internationale
Sont définies les extensions suivantes:
− une extension présentant le codage arithmétique. Cette extension permettra d'obtenir un taux de
compression plus élevé, en particulier en ce qui concerne les images à forte distorsion.
− une extension présentant le codage variable quasi sans perte. Cette extension fournira une variété plus
grande de reconstitutions possibles quasi sans perte d'une image d'origine autre qu'une image conforme à
la Rec. UIT-T T.87 | ISO/CEI 14495-1. Les types de codage variable quasi sans perte sont au nombre de
deux, selon que la limite de la différence est modifiée:
a) en fonction de son contexte;
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.