Lihat J2Ks

JPEG 2000, yang umumnya disebut sebagai J2K, adalah standar kompresi gambar dan sistem pengkodean yang dibuat oleh komite Joint Photographic Experts Group pada tahun 2000 dengan tujuan menggantikan standar JPEG asli. Ini dikembangkan untuk mengatasi beberapa keterbatasan standar JPEG asli dan untuk menyediakan serangkaian fitur baru yang semakin banyak dibutuhkan untuk berbagai aplikasi. JPEG 2000 bukan hanya satu standar tetapi serangkaian standar, yang tercakup dalam keluarga JPEG 2000 (ISO/IEC 15444).

Salah satu keuntungan utama JPEG 2000 dibandingkan format JPEG asli adalah penggunaan transformasi wavelet, bukan transformasi kosinus diskrit (DCT). Transformasi wavelet memungkinkan rasio kompresi yang lebih tinggi tanpa tingkat artefak yang terlihat sama yang dapat hadir dalam gambar JPEG. Ini sangat bermanfaat untuk aplikasi gambar beresolusi tinggi dan berkualitas tinggi, seperti citra satelit, pencitraan medis, sinema digital, dan penyimpanan arsip, di mana kualitas gambar sangat penting.

JPEG 2000 mendukung kompresi lossless dan lossy dalam satu arsitektur kompresi. Kompresi lossless dicapai dengan menggunakan transformasi wavelet reversibel, yang memastikan bahwa data gambar asli dapat direkonstruksi dengan sempurna dari gambar terkompresi. Kompresi lossy, di sisi lain, menggunakan transformasi wavelet ireversibel untuk mencapai rasio kompresi yang lebih tinggi dengan membuang beberapa informasi yang kurang penting dalam gambar.

Fitur penting lainnya dari JPEG 2000 adalah dukungannya untuk transmisi gambar progresif, juga dikenal sebagai decoding progresif. Ini berarti bahwa gambar dapat didekode dan ditampilkan pada resolusi yang lebih rendah dan secara bertahap ditingkatkan ke resolusi penuh saat lebih banyak data tersedia. Ini sangat berguna untuk aplikasi dengan bandwidth terbatas, seperti penjelajahan web atau aplikasi seluler, di mana bermanfaat untuk menampilkan versi gambar berkualitas rendah dengan cepat dan meningkatkan kualitas saat lebih banyak data diterima.

JPEG 2000 juga memperkenalkan konsep wilayah yang diminati (ROI). Ini memungkinkan bagian gambar yang berbeda dikompresi pada tingkat kualitas yang berbeda. Misalnya, dalam skenario pencitraan medis, wilayah yang berisi fitur diagnostik dapat dikompresi tanpa kehilangan atau pada kualitas yang lebih tinggi daripada area sekitarnya. Kontrol kualitas selektif ini bisa sangat penting di bidang di mana bagian tertentu dari gambar lebih penting daripada yang lain.

Format file untuk gambar JPEG 2000 adalah JP2, yang merupakan format standar dan dapat diperluas yang mencakup data gambar dan metadata. Format JP2 menggunakan ekstensi file .jp2 dan dapat berisi berbagai informasi, termasuk informasi ruang warna, tingkat resolusi, dan informasi kekayaan intelektual. Selain itu, JPEG 2000 mendukung format JPM (untuk gambar gabungan, seperti dokumen yang berisi teks dan gambar) dan format MJ2 untuk urutan gerak, mirip dengan file video.

JPEG 2000 menggunakan skema pengkodean canggih yang dikenal sebagai EBCOT (Embedded Block Coding with Optimal Truncation). EBCOT memberikan beberapa keuntungan, termasuk ketahanan kesalahan yang lebih baik dan kemampuan untuk menyempurnakan kompresi untuk mencapai keseimbangan yang diinginkan antara kualitas gambar dan ukuran file. Algoritma EBCOT membagi gambar menjadi blok-blok kecil, yang disebut blok kode, dan mengodekan masing-masing secara independen. Ini memungkinkan penahanan kesalahan lokal jika terjadi kerusakan data dan memfasilitasi transmisi gambar secara progresif.

Penanganan ruang warna dalam JPEG 2000 lebih fleksibel dibandingkan standar JPEG asli. JPEG 2000 mendukung berbagai ruang warna, termasuk skala abu-abu, RGB, YCbCr, dan lainnya, serta berbagai kedalaman bit, dari gambar biner hingga 16 bit per komponen atau lebih tinggi. Fleksibilitas ini membuat JPEG 2000 cocok untuk berbagai aplikasi dan memastikan bahwa JPEG 2000 dapat menangani tuntutan berbagai teknologi pencitraan.

JPEG 2000 juga menyertakan fitur keamanan yang kuat, seperti kemampuan untuk menyertakan enkripsi dan tanda air digital dalam file. Ini sangat penting untuk aplikasi di mana perlindungan hak cipta atau otentikasi konten menjadi perhatian. Bagian JPSEC (Keamanan JPEG 2000) dari standar menguraikan fitur-fitur keamanan ini, menyediakan kerangka kerja untuk distribusi gambar yang aman.

Salah satu tantangan dengan JPEG 2000 adalah bahwa secara komputasi lebih intensif daripada standar JPEG asli. Kompleksitas transformasi wavelet dan skema pengkodean EBCOT berarti bahwa pengkodean dan pengkodean gambar JPEG 2000 memerlukan lebih banyak daya pemrosesan. Secara historis, hal ini membatasi adopsi dalam elektronik konsumen dan aplikasi web, di mana overhead komputasi dapat menjadi faktor yang signifikan. Namun, karena daya pemrosesan telah meningkat dan dukungan perangkat keras khusus telah menjadi lebih umum, keterbatasan ini menjadi tidak terlalu menjadi masalah.

Terlepas dari kelebihannya, JPEG 2000 belum banyak diadopsi dibandingkan dengan format JPEG asli. Hal ini sebagian disebabkan oleh keberadaan format JPEG dan ekosistem perangkat lunak dan perangkat keras yang luas yang mendukungnya. Selain itu, masalah lisensi dan paten seputar JPEG 2000 juga menghambat adopsi. Beberapa teknologi yang digunakan dalam JPEG 2000 dipatenkan, dan kebutuhan untuk mengelola lisensi untuk paten ini membuatnya kurang menarik bagi beberapa pengembang dan bisnis.

Dalam hal ukuran file, file JPEG 2000 biasanya lebih kecil dari file JPEG dengan kualitas yang sama. Hal ini disebabkan oleh algoritma kompresi yang lebih efisien yang digunakan dalam JPEG 2000, yang dapat lebih efektif mengurangi redundansi dan irrelevansi dalam data gambar. Namun, perbedaan ukuran file dapat bervariasi tergantung pada konten gambar dan pengaturan yang digunakan untuk kompresi. Untuk gambar dengan banyak detail halus atau tingkat kebisingan yang tinggi, kompresi superior JPEG 2000 dapat menghasilkan file yang jauh lebih kecil.

JPEG 2000 juga mendukung tiling, yang membagi gambar menjadi ubin yang lebih kecil dan dikodekan secara independen. Ini dapat berguna untuk gambar yang sangat besar, seperti yang digunakan dalam pencitraan satelit atau aplikasi pemetaan, karena memungkinkan pengkodean, pengkodean, dan penanganan gambar yang lebih efisien. Pengguna dapat mengakses dan mendekode ubin individual tanpa perlu memproses seluruh gambar, yang dapat menghemat memori dan persyaratan pemrosesan.

Standardisasi JPEG 2000 juga mencakup ketentuan untuk penanganan metadata, yang merupakan aspek penting untuk sistem pengarsipan dan pengambilan. Format JPX, ekstensi dari JP2, memungkinkan penyertaan metadata yang luas, termasuk kotak XML dan UUID, yang dapat menyimpan semua jenis informasi metadata. Ini menjadikan JPEG 2000 pilihan yang baik untuk aplikasi di mana pelestarian metadata penting, seperti perpustakaan digital dan museum.

Kesimpulannya, JPEG 2000 adalah standar kompresi gambar canggih yang menawarkan banyak keuntungan dibandingkan format JPEG asli, termasuk rasio kompresi yang lebih tinggi, decoding progresif, wilayah yang diminati, dan fitur keamanan yang kuat. Fleksibilitasnya dalam hal ruang warna dan kedalaman bit, serta dukungannya untuk metadata, membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi profesional. Namun, kompleksitas komputasinya dan masalah paten awal telah membatasi adopsi secara luas. Meskipun demikian, JPEG 2000 terus menjadi format pilihan di industri di mana kualitas gambar dan rangkaian fitur lebih penting daripada efisiensi komputasi atau kompatibilitas yang luas.