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O formato JPEG 2000 Multi-layer (JPM) é uma extensão do padrão JPEG 2000, que é um padrão de compressão de imagem e sistema de codificação. Ele foi criado pelo comitê Joint Photographic Experts Group em 2000 com a intenção de substituir o padrão JPEG original. O JPEG 2000 é conhecido por sua alta eficiência de compressão e sua capacidade de lidar com uma ampla gama de tipos de imagem, incluindo imagens em tons de cinza, coloridas e multicomponentes. O formato JPM estende especificamente os recursos do JPEG 2000 para incluir suporte a documentos compostos, que podem conter uma mistura de texto, gráficos e imagens.

O JPM é definido na Parte 6 do JPEG 2000 Suite (ISO/IEC 15444-6) e foi projetado para encapsular várias imagens e dados relacionados em um único arquivo. Isso o torna particularmente útil para aplicações como imagens de documentos, imagens médicas e imagens técnicas, onde diferentes tipos de conteúdo precisam ser armazenados juntos. O formato JPM permite o armazenamento eficiente de páginas dentro de um documento, cada uma das quais pode conter várias regiões de imagem com características diferentes, bem como dados não relacionados à imagem, como anotações ou metadados.

Um dos principais recursos do JPM é o uso do fluxo de código JPEG 2000 (JPX), que é uma versão estendida do fluxo de código JPEG 2000 básico (JP2). O JPX suporta uma gama mais ampla de espaços de cores, metadados mais sofisticados e profundidades de bits mais altas. Em um arquivo JPM, cada imagem ou "camada" é armazenada como um fluxo de código JPX separado. Isso permite que cada camada seja compactada de acordo com suas próprias características, o que pode levar a uma compactação mais eficiente e resultados de maior qualidade, especialmente para documentos compostos com diversos tipos de conteúdo.

A estrutura de um arquivo JPM é hierárquica e consiste em uma série de caixas. Uma caixa é uma unidade independente que inclui um cabeçalho e dados. O cabeçalho especifica o tipo e o comprimento da caixa, enquanto os dados contêm o conteúdo real. A caixa de nível superior em um arquivo JPM é a caixa de assinatura, que identifica o arquivo como um arquivo da família JPEG 2000. Após a caixa de assinatura, há caixas de tipo de arquivo, caixas de cabeçalho e caixas de conteúdo, entre outras. As caixas de cabeçalho contêm informações sobre o arquivo, como o número de páginas e os atributos de cada página, enquanto as caixas de conteúdo contêm os dados da imagem e quaisquer dados não relacionados à imagem associados.

Em termos de compactação, os arquivos JPM podem usar métodos de compactação com e sem perdas. A compactação sem perdas garante que os dados originais da imagem possam ser perfeitamente reconstruídos a partir dos dados compactados, o que é crucial para aplicações onde a integridade da imagem é fundamental, como imagens médicas. A compactação com perdas, por outro lado, permite tamanhos de arquivo menores descartando alguns dos dados da imagem, o que pode ser aceitável em situações onde a fidelidade perfeita não é necessária.

O JPM também suporta o conceito de "decodificação progressiva", o que significa que uma versão de baixa resolução de uma imagem pode ser exibida enquanto a imagem de resolução total ainda está sendo baixada ou processada. Isso é particularmente útil para imagens grandes ou conexões de rede lentas, pois permite que os usuários obtenham uma visualização rápida sem ter que esperar que o arquivo inteiro esteja disponível.

Outro aspecto importante do JPM é seu suporte a metadados. Os metadados em arquivos JPM podem incluir informações sobre o documento, como autor, título e palavras-chave, bem como informações sobre cada imagem, como data de captura, configurações da câmera e localização geográfica. Esses metadados podem ser armazenados no formato XML, tornando-os facilmente acessíveis e modificáveis. Além disso, o JPM suporta a inclusão de perfis ICC, que definem o espaço de cores das imagens, garantindo uma reprodução de cores precisa em diferentes dispositivos.

Os arquivos JPM também são capazes de armazenar várias versões de uma imagem, cada uma com resoluções ou configurações de qualidade diferentes. Esse recurso, conhecido como "multicamadas", permite um armazenamento e transmissão mais eficientes, pois a versão apropriada de uma imagem pode ser selecionada com base nas necessidades específicas da aplicação ou na largura de banda disponível.

A segurança é outra área em que o JPM oferece recursos robustos. O formato suporta a inclusão de assinaturas digitais e criptografia, que podem ser usadas para verificar a autenticidade do documento e proteger informações confidenciais. Isso é particularmente importante em campos como gerenciamento de documentos jurídicos e médicos, onde a integridade e a confidencialidade dos documentos são de extrema importância.

Apesar de suas muitas vantagens, o formato JPM não teve ampla adoção, particularmente no mercado consumidor. Isso se deve em parte à complexidade do formato e aos recursos computacionais necessários para processar arquivos JPM. Além disso, a família de padrões JPEG 2000, incluindo o JPM, tem sido sujeita a problemas de licenciamento de patentes, o que dificultou sua adoção em comparação com o padrão JPEG original, que geralmente não é sobrecarregado por patentes.

Para desenvolvedores de software e engenheiros que trabalham com arquivos JPM, existem várias bibliotecas e ferramentas disponíveis que fornecem suporte ao formato. Isso inclui a biblioteca OpenJPEG, que é um codec JPEG 2000 de código aberto, e ofertas comerciais de várias empresas de software de imagem. Ao trabalhar com arquivos JPM, os desenvolvedores devem estar familiarizados com a sintaxe do fluxo de código JPEG 2000, bem como com os requisitos específicos para lidar com documentos compostos e metadados.

Concluindo, o formato de imagem JPM é uma extensão poderosa do padrão JPEG 2000 que oferece uma gama de recursos adequados para armazenar e gerenciar documentos compostos. Seu suporte a várias camadas de imagem, decodificação progressiva, metadados, multicamadas e recursos de segurança o tornam uma escolha ideal para aplicações profissionais e técnicas onde a qualidade da imagem e a integridade do documento são críticas. Embora possa não ser tão comumente usado quanto outros formatos de imagem, seus recursos especializados garantem que ele permaneça uma ferramenta importante em campos como imagens de documentos e imagens médicas.