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Il formato JPEG 2000 Multi-layer (JPM) è un'estensione dello standard JPEG 2000, che è uno standard di compressione delle immagini e un sistema di codifica. È stato creato dal comitato Joint Photographic Experts Group nel 2000 con l'intenzione di sostituire lo standard JPEG originale. JPEG 2000 è noto per la sua elevata efficienza di compressione e la sua capacità di gestire un'ampia gamma di tipi di immagini, tra cui immagini in scala di grigi, a colori e multicomponenti. Il formato JPM estende specificamente le capacità di JPEG 2000 per includere il supporto per documenti composti, che possono contenere un mix di testo, grafica e immagini.

JPM è definito nella Parte 6 della suite JPEG 2000 (ISO/IEC 15444-6) ed è progettato per incapsulare più immagini e dati correlati in un singolo file. Ciò lo rende particolarmente utile per applicazioni come l'imaging di documenti, l'imaging medico e l'imaging tecnico in cui è necessario archiviare insieme diversi tipi di contenuto. Il formato JPM consente l'archiviazione efficiente delle pagine all'interno di un documento, ognuna delle quali può contenere diverse regioni di immagine con caratteristiche diverse, nonché dati non immagine come annotazioni o metadati.

Una delle caratteristiche principali di JPM è l'uso del flusso di codice JPEG 2000 (JPX), che è una versione estesa del flusso di codice JPEG 2000 di base (JP2). JPX supporta una gamma più ampia di spazi colore, metadati più sofisticati e profondità di bit più elevate. In un file JPM, ogni immagine o "livello" viene archiviato come un flusso di codice JPX separato. Ciò consente di comprimere ogni livello in base alle proprie caratteristiche, il che può portare a una compressione più efficiente e risultati di qualità superiore, specialmente per documenti composti con diversi tipi di contenuto.

La struttura di un file JPM è gerarchica e consiste in una serie di box. Un box è un'unità autonoma che include un'intestazione e dati. L'intestazione specifica il tipo e la lunghezza del box, mentre i dati contengono il contenuto effettivo. Il box di primo livello in un file JPM è il box della firma, che identifica il file come un file della famiglia JPEG 2000. Dopo il box della firma, ci sono box del tipo di file, box dell'intestazione e box del contenuto, tra gli altri. I box dell'intestazione contengono informazioni sul file, come il numero di pagine e gli attributi di ciascuna pagina, mentre i box del contenuto contengono i dati dell'immagine e tutti i dati non immagine associati.

In termini di compressione, i file JPM possono utilizzare sia metodi di compressione senza perdita che con perdita. La compressione senza perdita garantisce che i dati dell'immagine originale possano essere perfettamente ricostruiti dai dati compressi, il che è fondamentale per le applicazioni in cui l'integrità dell'immagine è fondamentale, come l'imaging medico. La compressione con perdita, d'altra parte, consente dimensioni di file più piccole eliminando alcuni dei dati dell'immagine, il che può essere accettabile in situazioni in cui non è richiesta una fedeltà perfetta.

JPM supporta anche il concetto di "decodifica progressiva", il che significa che è possibile visualizzare una versione a bassa risoluzione di un'immagine mentre l'immagine a piena risoluzione è ancora in fase di download o elaborazione. Ciò è particolarmente utile per immagini di grandi dimensioni o connessioni di rete lente, poiché consente agli utenti di ottenere un'anteprima rapida senza dover attendere che l'intero file sia disponibile.

Un altro aspetto importante di JPM è il suo supporto per i metadati. I metadati nei file JPM possono includere informazioni sul documento, come autore, titolo e parole chiave, nonché informazioni su ciascuna immagine, come data di acquisizione, impostazioni della fotocamera e posizione geografica. Questi metadati possono essere archiviati in formato XML, rendendoli facilmente accessibili e modificabili. Inoltre, JPM supporta l'inclusione di profili ICC, che definiscono lo spazio colore delle immagini, garantendo un'accurata riproduzione del colore su diversi dispositivi.

I file JPM sono anche in grado di archiviare più versioni di un'immagine, ciascuna con risoluzioni o impostazioni di qualità diverse. Questa funzione, nota come "multistrato", consente un archiviazione e una trasmissione più efficienti, poiché la versione appropriata di un'immagine può essere selezionata in base alle esigenze specifiche dell'applicazione o alla larghezza di banda disponibile.

La sicurezza è un'altra area in cui JPM fornisce funzionalità robuste. Il formato supporta l'inclusione di firme digitali e crittografia, che possono essere utilizzate per verificare l'autenticità del documento e proteggere le informazioni sensibili. Ciò è particolarmente importante in settori come la gestione di documenti legali e medici, in cui l'integrità e la riservatezza dei documenti sono di massima importanza.

Nonostante i suoi numerosi vantaggi, il formato JPM non ha visto un'ampia adozione, in particolare nel mercato dei consumatori. Ciò è in parte dovuto alla complessità del formato e alle risorse computazionali necessarie per elaborare i file JPM. Inoltre, la famiglia di standard JPEG 2000, incluso JPM, è stata soggetta a problemi di licenza di brevetto, che hanno ostacolato la sua adozione rispetto allo standard JPEG originale, che generalmente non è gravato da brevetti.

Per gli sviluppatori software e gli ingegneri che lavorano con file JPM, sono disponibili diverse librerie e strumenti che forniscono supporto per il formato. Questi includono la libreria OpenJPEG, che è un codec JPEG 2000 open source, e offerte commerciali di varie società di software di imaging. Quando lavorano con file JPM, gli sviluppatori devono avere familiarità con la sintassi del flusso di codice JPEG 2000, nonché con i requisiti specifici per la gestione di documenti composti e metadati.

In conclusione, il formato immagine JPM è una potente estensione dello standard JPEG 2000 che offre una gamma di funzionalità adatte per l'archiviazione e la gestione di documenti composti. Il suo supporto per più livelli di immagine, decodifica progressiva, metadati, multistrato e funzionalità di sicurezza lo rendono una scelta ideale per applicazioni professionali e tecniche in cui la qualità dell'immagine e l'integrità del documento sono fondamentali. Sebbene possa non essere utilizzato comunemente come altri formati di immagine, le sue capacità specializzate garantiscono che rimanga uno strumento importante in settori come l'imaging di documenti e l'imaging medico.