Lihat JP2s

Format file JP2 atau JPEG 2000 Bagian 1 adalah sistem pengkodean gambar yang dibuat sebagai penerus standar JPEG asli oleh Joint Photographic Experts Group. Format ini diperkenalkan pada tahun 2000 dan secara resmi dikenal sebagai ISO/IEC 15444-1. Tidak seperti pendahulunya, JPEG 2000 dirancang untuk menyediakan teknik kompresi gambar yang lebih efisien dan fleksibel yang dapat mengatasi beberapa keterbatasan format JPEG asli. JPEG 2000 menggunakan kompresi berbasis wavelet, yang memungkinkan kompresi lossless dan lossy dalam file yang sama, memberikan tingkat skalabilitas dan fidelitas gambar yang lebih tinggi.

Salah satu fitur utama format JPEG 2000 adalah penggunaan transformasi wavelet diskret (DWT), berbeda dengan transformasi kosinus diskret (DCT) yang digunakan dalam format JPEG asli. DWT menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan DCT, termasuk efisiensi kompresi yang lebih baik, khususnya untuk gambar beresolusi lebih tinggi, dan pengurangan artefak pemblokiran. Hal ini karena transformasi wavelet mampu merepresentasikan gambar dengan tingkat detail yang bervariasi, yang dapat disesuaikan sesuai dengan kebutuhan spesifik aplikasi atau preferensi pengguna.

Format JP2 mendukung berbagai ruang warna, termasuk skala abu-abu, RGB, YCbCr, dan lainnya, serta berbagai kedalaman bit, dari gambar biner hingga 16 bit per saluran. Fleksibilitas ini membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi, mulai dari fotografi digital hingga pencitraan medis dan penginderaan jarak jauh. Selain itu, JPEG 2000 mendukung transparansi melalui penggunaan saluran alfa, yang tidak dimungkinkan dalam format JPEG standar.

Keunggulan signifikan lainnya dari JPEG 2000 adalah dukungannya untuk decoding progresif. Ini berarti bahwa gambar dapat didekode dan ditampilkan pada resolusi dan tingkat kualitas yang lebih rendah sebelum seluruh file diunduh, yang sangat berguna untuk aplikasi web. Saat lebih banyak data tersedia, kualitas gambar dapat ditingkatkan secara progresif. Fitur ini, yang dikenal sebagai 'lapisan kualitas', memungkinkan penggunaan bandwidth yang efisien dan memberikan pengalaman pengguna yang lebih baik di lingkungan dengan keterbatasan bandwidth.

JPEG 2000 juga memperkenalkan konsep 'wilayah yang diminati' (ROI). Dengan ROI, bagian tertentu dari gambar dapat dikodekan pada kualitas yang lebih tinggi daripada bagian gambar lainnya. Hal ini sangat berguna ketika ada kebutuhan untuk menarik perhatian ke area tertentu dalam gambar, seperti dalam pengawasan atau diagnostik medis, di mana fokusnya mungkin pada anomali atau fitur tertentu dalam gambar.

Format JP2 mencakup kemampuan penanganan metadata yang kuat. Format ini dapat menyimpan berbagai informasi metadata, seperti metadata International Press Telecommunications Council (IPTC), data Exif, data XML, dan bahkan informasi kekayaan intelektual. Dukungan metadata yang komprehensif ini memfasilitasi pengkatalogan dan pengarsipan gambar yang lebih baik, dan memastikan bahwa informasi penting tentang gambar tersebut dipertahankan dan dapat diakses dengan mudah.

Ketahanan kesalahan adalah fitur lain dari JPEG 2000 yang membuatnya cocok untuk digunakan melalui jaringan di mana kehilangan data dapat terjadi, seperti komunikasi nirkabel atau satelit. Format ini mencakup mekanisme untuk deteksi dan koreksi kesalahan, yang dapat membantu memastikan bahwa gambar didekode dengan benar meskipun beberapa data telah rusak selama transmisi.

File JPEG 2000 biasanya berukuran lebih besar dibandingkan dengan file JPEG ketika dikodekan pada tingkat kualitas yang sama, yang merupakan salah satu hambatan untuk adopsi secara luas. Namun, untuk aplikasi di mana kualitas gambar sangat penting dan peningkatan ukuran file tidak menjadi perhatian yang signifikan, JPEG 2000 menawarkan keunggulan yang jelas. Perlu juga dicatat bahwa efisiensi kompresi format yang unggul dapat menghasilkan ukuran file yang lebih kecil pada tingkat kualitas yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan JPEG, terutama untuk gambar beresolusi tinggi.

Format JP2 dapat diperluas dan dirancang untuk menjadi bagian dari rangkaian standar yang lebih besar yang dikenal sebagai JPEG 2000. Rangkaian ini mencakup berbagai bagian yang memperluas kemampuan format dasar, seperti dukungan untuk pencitraan gerak (JPEG 2000 Bagian 2), transmisi gambar yang aman (JPEG 2000 Bagian 8), dan protokol interaktif (JPEG 2000 Bagian 9). Ekstensibilitas ini memastikan bahwa format dapat berkembang untuk memenuhi kebutuhan aplikasi multimedia di masa mendatang.

Dalam hal struktur file, file JP2 terdiri dari urutan kotak, yang masing-masing berisi jenis data tertentu. Kotak-kotak tersebut mencakup kotak tanda tangan file, yang mengidentifikasi file sebagai codestream JPEG 2000, kotak jenis file, yang menentukan jenis media dan kompatibilitas, dan kotak header, yang berisi properti gambar seperti lebar, tinggi, ruang warna, dan kedalaman bit. Kotak tambahan dapat berisi data spesifikasi warna, data palet untuk gambar warna yang diindeks, informasi resolusi, dan data hak kekayaan intelektual.

Data gambar aktual dalam file JP2 terdapat dalam kotak 'codestream bersebelahan', yang mencakup data gambar terkompresi dan informasi gaya pengkodean apa pun. Codestream diatur menjadi 'ubin', yang merupakan segmen gambar yang dikodekan secara independen. Fitur ubin ini memungkinkan akses acak yang efisien ke bagian gambar tanpa perlu mendekode seluruh gambar, yang bermanfaat untuk gambar besar atau ketika hanya sebagian gambar yang diperlukan.

Proses kompresi dalam JPEG 2000 melibatkan beberapa langkah. Pertama, gambar secara opsional diproses terlebih dahulu, yang mungkin termasuk ubin, transformasi warna, dan downsampling. Selanjutnya, DWT diterapkan untuk mengubah data gambar menjadi serangkaian koefisien hierarkis yang mewakili gambar pada resolusi dan tingkat kualitas yang berbeda. Koefisien ini kemudian dikuantisasi, yang dapat dilakukan secara lossless atau lossy, dan nilai yang dikuantisasi dikodekan entropi menggunakan teknik seperti pengkodean aritmatika atau pengkodean pohon biner.

Salah satu tantangan dalam mengadopsi JPEG 2000 adalah kompleksitas komputasi dari proses pengkodean dan decoding, yang lebih intensif sumber daya dibandingkan dengan standar JPEG asli. Hal ini membatasi penggunaannya dalam beberapa aplikasi waktu nyata atau daya rendah. Namun, kemajuan dalam daya komputasi dan pengembangan algoritme yang dioptimalkan serta akselerator perangkat keras telah membuat JPEG 2000 lebih mudah diakses untuk berbagai aplikasi.

Meskipun memiliki keunggulan, JPEG 2000 belum menggantikan format JPEG asli di sebagian besar aplikasi umum. Kesederhanaan JPEG, dukungan yang luas, dan kelembaman infrastruktur yang ada telah berkontribusi pada dominasinya yang berkelanjutan. Namun, JPEG 2000 telah menemukan ceruk di bidang profesional di mana fitur-fiturnya yang canggih, seperti rentang dinamis yang lebih tinggi, kompresi lossless, dan kualitas gambar yang unggul, sangat penting. Format ini umumnya digunakan dalam pencitraan medis, sinema digital, pencitraan geospasial, dan penyimpanan arsip, di mana manfaat format lebih besar daripada kelemahan ukuran file yang lebih besar dan peningkatan kebutuhan komputasi.

Sebagai kesimpulan, format gambar JPEG 2000 merupakan kemajuan signifikan dalam teknologi kompresi gambar, yang menawarkan berbagai fitur yang meningkatkan keterbatasan standar JPEG asli. Penggunaan kompresi berbasis wavelet memungkinkan gambar berkualitas tinggi dengan resolusi dan kualitas yang dapat diskalakan, dan dukungannya untuk decoding progresif, wilayah yang diminati, dan metadata yang kuat menjadikannya pilihan yang serbaguna untuk banyak aplikasi profesional. Meskipun belum menjadi standar universal untuk kompresi gambar, JPEG 2000 terus menjadi alat penting untuk industri di mana kualitas dan fidelitas gambar sangat penting.