Grafica/ JPEG 2000, immagini a tempo di Web

Dopo oltre 10 anni di onorato servizio il formato grafico JPEG si appresta a lasciare il posto al suo successore, JPEG 2000, il prossimo standard di compressione delle immagini pensato per il Web


Lo standard grafico JPEG, messo a punto dall’omonimo gruppo che va sotto il nome di Joint Photographic Experts Group, ha ormai superato i 10 anni di età. Possiamo dire che questo formato, insieme allo GIF, ha fatto la storia di Internet e, soprattutto, del Web. Grazie alla sua potente ma flessibile compressione, in grado di mantenere elevata la qualità delle immagini più complesse, è divenuto da subito il re della trasportabilità e punto d’unione fra moltissime piattaforme differenti.

Dall’agosto del 1998 i due gruppi di lavoro DIG 2000 e ISO JPEG 2000 hanno unito le forze per la ricerca di un nuovo standard che, partendo dal JPEG, possa offrire un maggior livello qualitativo a pari compressione, soprattutto con le immagini dette a “tono continuo”, ovvero quelle che presentano una gamma di sfumature in sequenza continua.

JPEG 2000 potrebbe diventare standard già entro l’anno. Nel frattempo sono già state finalizzate le specifiche riguardanti gli algoritmi di compressione.

La chiave di svolta del formato JPEG 2000 sarà data proprio dal nuovo formato di compressione adottato, più efficiente di circa il 20% rispetto a quello attuale. Mentre la tecnologia DCT (trasformazione discreta del coseno) del primo JPEG comprime i dati di un’immagine in blocchi quadrati di 8×8 pixel, il nuovo schema di compressione, chiamato Wavelet Compression, memorizza i dati di un’immagine come un flusso continuo di informazioni: questa tecnologia si avvale di funzioni matematiche molto complesse in grado di tenere conto di caratteristiche dettagliate come i “pulse code”e creare insiemi di pixel sfocati a dimensione variabile.

La tecnologia wavelet è stata messa a punto da LuraTech per le telecamere dei satelliti spia: qui le immagini della superficie terrestre vengono memorizzate sotto forma di una spirale che ha inizio nell’angolo superiore sinistro del quadrante e procede verso l’angolo inferiore destro.

Il vantaggio di questa tecnologia, oltre a quello di eliminare i tipici “quadretti” della compressione DCT, è quella di trattare le immagini come lunghi flussi continui di dati che possono essere scissi in qualsiasi punto per dar vita ad una nuova immagine. Questo stesso concetto permette anche un’altra e interessantissima funzione: quella di lasciare agli utenti Internet la scelta sul livello di compressione, la risoluzione e la densità in pixel dell’immagine da scaricare. E’ facile immaginare come questa caratteristica possa essere sfruttata ad esempio dai webmaster per archiviare sui loro server immagini in alta risoluzione che, attraverso i browser, gli utenti potranno decidere se richiedere in qualità thumbnail, monitor o stampa.

Il motore di compressione che si cela dietro a JPEG 2000 consente infine di comprimere le immagini anche in modalità “lossless”, ovvero senza perdita di informazioni, come fa ad esempio il TIFF.

Nella seconda bozza dello standard, che verrà presentata nel 2001 e che potrà contenere estensioni di terze parti con royalty, verrà introdotta anche la capacità, da parte del motore di compressione, di riconoscere le aree di testo e comprimerle in modo da preservare intatta la qualità dei caratteri per renderne possibile la lettura con OCR.

Altra funzionalità aggiuntiva di questa seconda bozza dello standard sarà data dall’opzione per la creazione di filmati a partire da singole immagini: ogni immagine rappresenterà dunque un frame e l’intera sequenza video potrà usufruire di informazioni ausialiarie archiviate in separata sede.


Le migliorie introdotte dal formato JPEG 2000 non si fermano certo al motore di compressione.

Le specifiche del nuovo JPEG prevedono 256 canali di dati che possono essere utilizzati da produttori di software o di hardware per aggiungere informazioni utili per i loro utenti: ad esempio una libreria di parole chiave sfruttabili ad esempio da un motore di ricerca oppure un profilo di colori per una data periferica (ad esempio, una videocamera digitale).

E’ dunque finalmente divenuto possibile, in JPEG 2000, adottare campioni di colore come CMYK (utilizzato soprattutto in fase tipografica e di stampa) o profili di colore come l’ICC (International Color Consortium) che aiutano a mantenere livelli cromatici coerenti con l’originale attraverso differenti piattaforme e periferiche.
Rispetto al suo predecessore, che non definiva nessuno spazio di colore di default, JPEG 2000 adotta il recente standard sRGB.

I canali dati permettono di inserire all’interno delle immagini altre meta-informazioni come il modello di dispositivo che ha originato l’immagine, la data di creazione, ecc.

JPEG 2000 prevede anche una sofisticata tecnologia per l’inserimento all’interno delle immagini di informazioni sul copyright crittate, una sorta di marchio a fuoco in grado di “sopravvivere” anche a successive rielaborazioni dell’immagine, come il resizing od il resampling. Questa tecnologia si rivela più potente dell’attuale tecnica detta del “watermarking”.


Nonostante alla definitiva approvazione dello standard potrebbero occorrere ancora parecchi mesi, sono già diversi i produttori sia hardware che software preparati ad accogliere il nuovo formato. Fra queste aziende troviamo STMicroelectronics, IMEC, Canon , HP , IBM e LuraTech, tutte impegnate a progettare sistemi o applicazioni che possano sfruttare al meglio le nuove prerogative del JPEG 2000.

Naturalmente il passaggio al nuovo formato non sarà immediato e bisognerà attendere l’integrazione del nuovo codec all’interno dei principali software di grafica. Ma se l’adeguamento del software sarà relativamente facile, quello dell’hardware lo sarà molto meno: le potenze di calcolo delle attuali videocamere e fotocamere digitali sono del tutto insufficienti a supportare i più complessi software di codifica del JPEG 2000 e dovranno essere riprogettate con chip e DSP più potenti ed integrati.

Il comitato che presiede alla formazione del nuovo standard si dice convinto che un forte contributo alla diffusione del JPEG 2000 verrà dalla comunità di sviluppatori open source, già artefice della promozione del formato PNG, l’alternativa freeware al GIF.

Come l’MPEG4 nel video, poi, anche il JPEG 2000 strizza l’occhio alle connessioni wireless offrendo non soltanto un rapporto di compressione elevatissimo, ma anche una correzione degli errori forte e la caratteristica di permettere la ripresa di download interrotti.

I primi dispositivi in grado di supportare il nuovo standard non sono attessi prima di un anno o due, nel frattempo però le specifiche finali del codec di compressione sono già a disposizione di aziende e sviluppatori.

Alessandro Del Rosso

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