ISO/IEC 15444-1:2000

INTERNATIONAL ISO/IEC
STANDARD 15444-1
First edition
2000-12-15
Information technology — JPEG 2000
image coding system —
Part 1:
Core coding system
Technologies de l'information — Système de codage d'image
JPEG 2000 —
Partie 1: Système de codage de noyau

Reference number
©
ISO/IEC 2000
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CONTENTS
Foreword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xii
1 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
2 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
3 Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
4 Abbreviations and symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
4.1 Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
4.2 Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
5 General description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
5.1 Purpose. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
5.2 Codestream. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
5.3 Coding principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
6 Encoder requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
7 Decoder requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
7.1 Codestream syntax requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
7.2 Optional file format requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
8 Implementation requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Annex A Codestream syntax. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
A.1 Markers, marker segments, and headers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
A.2 Information in the marker segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
A.3 Construction of the codestream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
A.4 Delimiting markers and marker segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
A.5 Fixed information marker segment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
A.6 Functional marker segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
A.7 Pointer marker segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
A.8 In bit stream marker and marker segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
A.9 Informational marker segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Annex B Image and compressed image data ordering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
B.1 Introduction to image data structure concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
B.2 Component mapping to the reference grid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
B.3 Image area division into tiles and tile-components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
B.4 Example of the mapping of components to the reference grid (informative) . . . . . . . . . . . . . . . . .60
B.5 Transformed tile-component division into resolution levels and subbands. . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
B.6 Division of resolution levels into precincts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
B.7 Division of the subbands into code-blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
B.8 Layers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
B.9 Packets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
B.10 Packet header information coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
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B.11 Tile and tile-parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
B.12 Progression order . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
Annex C Arithmetic entropy coding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
C.1 Binary encoding (informative). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
C.2 Description of the arithmetic encoder (informative) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
C.3 Arithmetic decoding procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
Annex D Coefficient bit modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
D.1 Code-block scan pattern within code-blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
D.2 Coefficient bits and significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
D.3 Decoding passes over the bit-planes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
D.4 Initializing and terminating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
D.5 Error resilience segmentation symbol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106
D.6 Selective arithmetic coding bypass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106
D.7 Vertically causal context formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
D.8 Flow diagram of the code-block coding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
Annex E Quantization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111
E.1 Inverse quantization procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111
E.2 Scalar coefficient quantization (informative). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
Annex F Discrete wavelet transformation of tile-components. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
F.1 Tile-component parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
F.2 Discrete wavelet transformations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
F.3 Inverse discrete wavelet transformation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
F.4 Forward transformation (informative) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
Annex G DC level shifting and multiple component transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
G.1 DC level shifting of tile-components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
G.2 Reversible multiple component transformation (RCT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136
G.3 Irreversible multiple component transformation (ICT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136
G.4 Chrominance component sub-sampling and the reference grid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
Annex H Coding of images with regions of interest. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139
H.1 Decoding of ROI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139
H.2 Description of the Maxshift method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139
H.3 Remarks on region of interest coding (informative) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140
Annex I JP2 file format syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145
I.1 File format scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145
I.2 Introduction to the JP2 file format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145
I.3 Greyscale/Colour/Palettized/multi-component specification architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . .148
I.4 Box definition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150
I.5 Defined boxes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .154
I.6 Adding intellectual property rights information in JP2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
iv © ISO/IEC 2000 – All rights reserved

I.7 Adding vendor specific information to the JP2 file format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
I.8 Dealing with unknown boxes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
Annex J Examples and guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183
J.1 Software conventions adaptive entropy decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183
J.2 Selection of quantization step sizes for irreversible transformations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .185
J.3 Filter impulse responses corresponding to lifting-based irreversible filtering procedures . . . . . .186
J.4 Example of discrete wavelet transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
J.5 Row-based wavelet transform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .192
J.6 Scan-based coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
J.7 Error resilience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
J.8 Compatibility requirement with JFIF/SPIFF files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200
J.9 Implementing the Restricted ICC method outside of a full ICC colour management engine . . . .200
J.10 An example of the interpretation of multiple components. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206
J.11 An example of decoding showing intermediate steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206
J.12 Visual frequency weighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .211
J.13 Encoder sub-sampling of components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .213
J.14 Rate control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .213
Annex K Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219
K.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219
K.2 Quantization and entropy coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219
K.3 Wavelet transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219
K.4 Region of interest coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220
K.5 Visual frequency weighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220
K.6 Error resilience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220
K.7 Scan-based coding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220
K.8 Colour. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220
Annex L     Patent Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225
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LIST OF FIGURES
Figure 5-1 Specification block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Figure A-1 Example of the marker segment description figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Figure A-2 Construction of the codestream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Figure A-3 Construction of the main header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
Figure A-4 Construction of the first tile-part header of a given tile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Figure A-5 Construction of a non-first tile-part header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Figure A-6 Start of tile-part syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Figure A-7 Image and tile size syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Figure A-8 Coding style default syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
Figure A-9 Coding style parameter diagram of the SGcod and SPcod parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Figure A-10 Coding style component syntax. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Figure A-11 Coding style parameter diagram of the SPcoc parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Figure A-12 Region of interest syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Figure A-13 Quantization default syntax. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Figure A-14 Quantization component syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Figure A-15 Progression order change tile syntax. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Figure A-16 Tile-part lengths. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Figure A-17 Tile-part length syntax. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Figure A-18 Packets length, main header syntax. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Figure A-19 Packet length, tile-part header syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Figure A-20 Packed packet headers, main header syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
Figure A-21 Packed packet headers, tile-part header syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
Figure A-22 Start of packet syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Figure A-23 Component registration syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Figure A-24 Comment syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
Figure B-1 Reference grid diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
Figure B-2 Component sample locations on the reference grid for different XRsiz and YRsiz values . . . . . . . . . . . .59
Figure B-3 Example of upper left component sample locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
Figure B-4 Tiling of the reference grid diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Figure B-5 Reference grid example. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Figure B-6 Example tile sizes and locations for component 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Figure B-7 Example tile sizes and locations for component 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
Figure B-8 Precincts of one reduced resolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
Figure B-9 Code-blocks and precincts in subband b from four different tiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
Figure B-10 Diagram of precincts of one resolution level of one component. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67
Figure B-11 Diagram of code-blocks within precincts at one resolution level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67
Figure B-12 Example of a tag tree representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
Figure B-13 Example of the information known to the encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
Figure B-14 Example of progression order volumne in two dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Figure B-15 Example of the placement of POC marker segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
Figure C-1 Arithmetic encoder inputs and outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
Figure C-2 Encoder for the MQ-coder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81
Figure C-3 ENCODE procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
Figure C-4 CODE1 procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
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Figure C-5 CODE0 procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
Figure C-6 CODELPS procedure with conditional MPS/LPS exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
Figure C-7 CODEMPS procedure with conditional MPS/LPS exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
Figure C-8 Encoder renormalisation procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
Figure C-9 BYTEOUT procedure for encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88
Figure C-10 Initialisation of the encoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89
Figure C-11 FLUSH procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
Figure C-12 Setting the final bits in the C register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
Figure C-13 Arithmetic decoder inputs and outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
Figure C-14 Decoder for the MQ-coder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
Figure C-15 Decoding an MPS or an LPS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93
Figure C-16 Decoder MPS path conditional exchange procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
Figure C-17 Decoder LPS path conditional exchange procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
Figure C-18 Decoder renormalisation procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
Figure C-19 BYTEIN procedure for decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
Figure C-20 Initialisation of the decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
Figure D-1 Example scan pattern of a code-block bit-plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
Figure D-2 Neighbors states used to form the context. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
Figure D-3 Flow chart for all coding passes on a code-block bit-plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
Figure F-1 Inputs and outputs of the IDWT procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
Figure F-2 The IDWT (NL=2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
Figure F-3 The IDWT Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
Figure F-4 Inputs and outputs of the 2D_SR procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
Figure F-5 One level of reconstruction from four subbands (2D_SR procedure) into subbands . . . . . . . . . . . . . . . .117
Figure F-6 The 2D_SR procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
Figure F-7 Parameters of 2D_INTERLEAVE procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
Figure F-8 The 2D_INTERLEAVE procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
Figure F-9 Inputs and outputs of the HOR_SR procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
Figure F-10 The HOR_SR procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120
Figure F-11 Inputs and outputs of the VER_SR procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120
Figure F-12 The VER_SR procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
Figure F-13 Parameters of the 1D_SR procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
Figure F-14 The 1D_SR procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
Figure F-15 Periodic symmetric extension of signal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
Figure F-16 Parameters of the 1D_FILTR procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123
Figure F-17 Inputs and outputs of the FDWT procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
Figure F-18 The FDWT (NL=2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
Figure F-19 The FDWT procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
Figure F-20 Inputs and outputs of the 2D_SD procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
Figure F-21 One-level decomposition into four subbands (2D_SD procedure) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
Figure F-22 The 2D_SD procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
Figure F-23 Inputs and outputs of the VER_SD procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128
Figure F-24 The VER_SD procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128
Figure F-25 Inputs and outputs of the HOR_SD procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128
Figure F-26 The HOR_SD procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
Figure F-27 Parameters of 2D_DEINTERLEAVE procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
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Figure F-28 The 2D_DEINTERLEAVE procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130
Figure F-29 Parameters of the 1D_SD procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130
Figure F-30 The 1D_SD procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131
Figure F-31 Parameters of the 1D_FILTD procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131
Figure G-1 Placement of the DC level shifting with component transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
Figure G-2 Placement of the DC level shifting without component transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
Figure H-1 The inverse wavelet transformation with the 5-3 reversible filter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141
Figure H-2 The inverse wavelet transformation with the 9-7 irreversible filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
Figure I-1 Conceptual structure of a JP2 file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .146
Figure I-2 Example of the box description figures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149
Figure I-3 Example of the superbox description figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150
Figure I-4 Organization of a Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150
Figure I-5 Illustration of box lengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151
Figure I-6 Organization of the contents of a File Type box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155
Figure I-7 Organization of the contents of a JP2 Header box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157
Figure I-8 Organization of the contents of an Image Header box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158
Figure I-9 Organization of the contents of a Bits Per Component box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160
Figure I-10 Organization of the contents of a Colour Specification box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161
Figure I-11 Organization of the contents of the Palette box. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164
Figure I-12 Organization of the contents of a Channel Definition box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .166
Figure I-13 Organization of the contents of a Channel Definition box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .167
Figure I-14 Organization of the contents of the Resolution box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170
Figure I-15 Organization of the contents of the Capture Resolution box. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .171
Figure I-16 Organization of the contents of the Default Display Resolution box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
Figure I-17 Organization of the contents of the Contiguous Codestream box. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
Figure I-18 Organization of the contents of the XML box. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
Figure I-19 Organization of the contents of the UUID box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
Figure I-20 Organization of the contents of a UUID Info box. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178
Figure I-21 Organization of the contents of a UUID List box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .179
Figure I-22 Organization of the contents of a Data Entry URL box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
Figure J-1 Initialisation of the software-conventions decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183
Figure J-2 Decoding an MPS or an LPS in the software-conventions decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184
Figure J-3 Inserting a new byte into the C register in the software-conventions decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .185
Figure J-4 The FDWT_ROW procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193
Figure J-5 The GET_ROW procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194
Figure J-6 The INIT procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194
Figure J-7 The START_VERT procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195
Figure J-8 The RB_VERT_1 procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195
Figure J-9 The RB_VERT_2 procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .196
Figure J-10 The END_1 procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197
Figure J-11 The END_2 procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198
Figure J-12 Illustration of code-block contributions to bit-stream layers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215
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LIST OF TABLES
Table A-1 Marker definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Table A-2 List of markers and marker segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Table A-3 Information in the marker segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Table A-4 Start of codestream parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Table A-5 Start of tile-part parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Table A-6 Number of tile-parts, TNsot, parameter value. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Table A-7 Start of data parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
Table A-8 End of codestream parameter values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Table A-9 Image and tile size parameter values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Table A-10 Capability Rsiz parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Table A-11 Component Ssiz parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
Table A-12 Coding style default parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Table A-13 Coding style parameter values for the Scod parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Table A-14 Coding style parameter values of the SGcod parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Table A-16 Progression order for the SPcod, SPcoc, and Ppoc parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Table A-15 Coding style parameter values of the SPcod and SPcoc parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Table A-17 Multiple component transformation for the SPcod parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Table A-18 Width or height exponent of the code-blocks for the SPcod and SPcoc parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Table A-19 Code-block style for the SPcod and SPcoc parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Table A-20 Transformation for the SPcod and SPcoc parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Table A-21 Precinct width and height for the SPcod and SPcoc parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Table A-22 Coding style component parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Table A-23 Coding style parameter values for the Scoc parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Table A-24 Region of interest parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Table A-25 Region-of-interest parameter values for the Srgn parameter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Table A-26 Region-of-interest values from SPrgn parameter (Srgn = 0). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Table A-27 Quantization default parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Table A-28 Quantization default values for the Sqcd and Sqcc parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Table A-29 Reversible step size values for the SPqcd and SPqcc parameters (reversible transform only). . . . . . . . . .39
Table A-30 Quantization values for the SPqcd and SPqcc parameters (irreversible transformation only) . . . . . . . . . .39
Table A-31 Quantization component parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Table A-32 Progression order change, tile parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Table A-33 Tile-part length parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
Table A-34 Size parameters for Stlm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
Table A-35 Packets length, main header parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Table A-36 Iplm, Iplt list of packet lengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
Table A-37 Packet length, tile-part headers parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Table A-38 Packed packet headers, main header parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
Table A-39 Packet header, tile-part headers parameter values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
Table A-40 Start of packet parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Table A-41 End of packet header parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
Table A-42 Component registration parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
Table A-43 Comment parameter values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
Table A-44 Registration values for the Rcom parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
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Table B-1 Quantities (xo ,yo ) for subband b . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
b b
Table B-2 Example of layer formation (only one component shown) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
Table B-3 Example of packet formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
Table B-4 Codewords for the number of coding passes for each code-block . . . . . . . . . . . . . .
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