JPEG XR 編解碼器概觀

發行項
06/13/2023

原生 JPEG XR 編解碼器可透過 Windows 映像處理元件 (WIC) 取得。編解碼器支援的 JPEG XR 格式是專為消費者和專業數位攝影所設計。

JPEG XR 格式最多可以達到原始 JPEG 格式的壓縮效率兩倍，且壓縮成品較不明顯。 JPEG XR 的功能包括：

支援單色、RGB、CMYK 和 n 通道影像
8、16 和 32 位整數格式
使用固定點或浮點色彩值的高動態範圍、寬色板格式
漸進式解碼
使用相同壓縮演算法的遺失或無遺失編碼
支援解碼大型影像中感興趣的區域

JPEG XR 格式定義于下列標準檔中：

層級-T.832： 資訊技術 – JPEG XR 影像編碼系統 – 影像編碼規格
ISO/IEC 29199-2：2010： 資訊技術 — JPEG XR 影像編碼系統 — 第 2 部分：影像編碼規格

JPEG XR 標準主要是以 HD 相片格式為基礎，但兩種格式之間有一些差異。在 Windows 8 中，HD 相片編解碼器已更新為支援 JPEG XR。編碼器現在一律會輸出符合 JPEG XR 規範的位資料流程。解碼器可以解碼 JPEG XR 和 HD 相片影像。

已對 JPEG XR 編解碼器進行與 HD 相片編解碼器相關的大幅效能改善。例如，已改善子解析度影像解碼，例如縮圖產生，以及低解析度影像解碼。建議您使用 JPEG XR 格式，而不是 HD 相片格式。

編解碼器資訊

元件	Description
副檔名	「jxr」和「wdp」
容器 GUID	GUID_ContainerFormatWmp
解碼器 GUID	CLSID_WICWmpDecoder
編碼器 GUID	CLSID_WICWmpEncoder
設定檔支援	編碼器和解碼器最多可支援主要設定檔和層級 128。

編解碼器功能

高動態範圍

JPEG XR 支援使用浮點或固定點色彩的高動態範圍影像。在這些色彩格式中，圖元的數值範圍大於可見範圍，因此您可以在中繼處理階段期間調整可見範圍上方或下方的色彩。

固定點：在固定點表示中，0 代表黑色，1.0 代表最大飽和度。 JPEG XR 編解碼器同時支援 16 位和 32 位固定點格式。針對 16 位，1.0 = 0x2000h，為可見範圍 [0...1] 提供 13 位。總範圍是 –4.0 到 +3.999，並以線性方式對應。若為 32 位，1.0 = 0x01000000h，可見範圍為 24 位，而總範圍為 –128 到 +127.999。
浮點數：在浮點標記法中，0 代表黑色，1.0 代表最大飽和度。 JPEG XR 編解碼器同時支援 16 位和 32 位浮點格式。

並排顯示

框架可以分割成稱為磚的矩形子。磚是影像的區域，其中包含宏區塊的矩形陣列。圖格可讓影像的區域解碼，而不需處理整個影像。

在編碼期間，藉由設定 HorizontalTileSlices 和 VerticalTileSlices 屬性來選取圖格數目。磚大小下限為 16 × 16 圖元。編碼器會調整磚數目，以維持這項限制。每個磚都有相關聯的儲存和處理額外負荷，因此您應該考慮特定案例所需的磚數目。

影像資料流程輸出

JPEG-XR 標準會定義 JPEG-XR 檔案的兩個部分：

定義于標準主體中的影像位資料流程。
映射容器。檔案包含 Exif 和 XMP 中繼資料，且定義于標準附錄 A 中。

標準可以且允許將影像資料流程內嵌在另一種類型的檔案容器內。編碼器支援僅限資料流程模式，其會輸出沒有映射容器的原始映射位資料流程。應用程式可以儲存其他容器格式的位資料流程。

若要啟用僅限資料流程模式，請設定 StreamOnly 屬性。

影像品質設定

數個編解碼器屬性可控制編碼器輸出影像的品質。

ImageQuality 是 WIC 編解碼器通用的屬性。它會將影像品質指定為 0.0–1.0 的單一浮點值，
品質、重迭和子取樣屬性可讓您更充分地控制品質設定。

若要使用 Quality、 Overlap和 Subsampling 屬性，請將 UseCodecOptions 屬性設定為 VARIANT_TRUE。

如果 UseCodecOptionsVARIANT_FALSE (VARIANT_FALSE 為預設) 編碼器會使用 ImageQuality 屬性。編碼器會將 ImageQuality 的值對應至 [品質]、[ 重迭] 和 [ 子取樣 ] 透過查閱表格。

編碼器不支援 CompressionQuality 屬性。

壓縮網域轉碼

JPEG XR 編解碼器可以執行某些影像轉換，而不需要實際解碼壓縮的資料並重新編碼。壓縮網域作業非常有效率，並避免在解碼和重新編碼遺失壓縮影像時，通常會遺失任何其他品質遺失。

支援下列壓縮網域作業：

裁剪影像的區域。
旋轉或翻轉影像。
捨棄頻率資料以建立較小的影像檔。
在空間和頻率順序之間重新組織影像。

當來源影像是 JPEG XR 影像時，JPEG XR 編碼器會盡可能使用壓縮網域轉碼。當編碼器執行壓縮網域作業時，它會忽略下列編解碼器屬性： AlphaQuality、 ImageQuality、 InterleavedAlpha、 Lossless Overlap和 Quality。如果 HorizontalTileSlices 和 VerticalTileSlices 屬性存在，您必須將它們設定為零。您無法在壓縮網域轉碼過程中變更影像的磚大小。

下列清單說明如何執行影像轉換。

若要裁剪影像，請在WriteSource方法的WICRect參數中設定所需的區域。
若要旋轉或翻轉影像，請設定 BitmapTransform 屬性。
若要捨棄影像中的頻率資料，請設定 ImageDataDiscard 屬性。若要捨棄 Alpha 通道中的頻率資料，請設定 AlphaDataDiscard 屬性。捨棄頻率資料會減少編碼的檔案大小，並可減少解析度。
若要在頻率和空間順序之間變更影像組織，請設定 FrequencyOrdering 屬性。

若要停用壓縮網域轉碼並強制編碼器重新編碼影像，請將 UseCodecOptions 設定為 VARIANT_TRUE ，並將 CompressedDomainTranscode 設定為 VARIANT_FALSE。

編碼器選項

若要設定編碼屬性，請使用 IPropertyBag2 介面。如需詳細資訊，請參閱編碼概觀。

下列清單會指定編碼器選項。

AlphaDataDiscard
AlphaQuality
BitmapTransform
CompressedDomainTranscode
FrequencyOrder
HorizontalTileSlices
IgnoreOverlap
ImageDataDiscard
ImageQuality
InterleavedAlpha
Lossless
重疊
ProgressiveMode
品質
StreamOnly
子取樣
UseCodecOptions
VerticalTileSlices

AlphaDataDiscard

設定壓縮網域轉碼期間要捨棄的 Alpha 頻率資料量。

資料類型	VARTYPE	範圍	預設
UCHAR	VT_UI1	0–4	無

只有在 CompressedDomainTranscode 屬性設定為 VARIANT_TRUE ，而且影像包含平面 Alpha 色板或交錯的 Alpha 色板時，才適用此屬性;否則會忽略它。

對於包含平面 Alpha 色板的影像，下列值是有效的。

值	描述
0	不捨棄影像頻率資料。
1	會捨棄 flexbit。這可任意減少轉碼影像的平面 Alpha 色板品質。，沒有有效解決方式的變更。檔案大小和品質的確切縮減取決於許多因素，而且無法完全指定。
2	會捨棄高傳遞頻率資料頻，包括 flexbits。這可有效地減少兩個維度中 4 倍的平面 Alpha 色板解析度。轉碼影像的實際維度保持不變，但影像會遺失每 4x4 英色板圖元區塊中的所有詳細資料。一般而言，只有在 ImageDataDiscard 屬性具有相同的值時，才應該設定此值。
3	會捨棄高傳遞和低傳遞頻率資料頻，包括彈性位。這可大幅減少兩個維度中 16 個平面 Alpha 色板的解析度。轉碼影像的實際維度保持不變，但影像會遺失 Alpha 通道圖元的每個 16x16 宏區塊中的所有詳細資料。一般而言，只有在 ImageDataDiscard 屬性具有相同的值時，才應該設定此值。
4	完全捨棄 Alpha 色頻 (Alpha Channel)。轉碼影像的像素格式會變更，以反映移除 Alpha 色板。

對於包含交錯 Alpha 色板的影像，下列值有效。

值	描述
4	完全捨棄 Alpha 色頻 (Alpha Channel)。轉碼影像的像素格式會變更，以反映移除 Alpha 色板。

若為交錯 Alpha，除非此屬性設定為 4，否則 Alpha 通道會根據 ImageDataDiscard 屬性的值處理與影像資料相同。

AlphaQuality

設定平面 Alpha 色板影像的壓縮品質。

資料類型	VARTYPE	範圍	預設
UCHAR	VT_UI1	1–255	1

當影像具有 Alpha 色板且 InterleavedAlpha 屬性VARIANT_FALSE時，就會套用這個屬性。值 1 表示無遺失模式。增加值會導致較高的壓縮比例和較低的影像品質。

BitmapTransform

指定解碼時影像是否旋轉或翻轉。

資料類型	VARTYPE	範圍	預設
UCHAR	VT_UI1	WICBitmapTransformOptions	WICBitmapTransformRotate0

CompressedDomainTranscode

啟用或停用壓縮網域轉碼。

資料類型	VARTYPE	預設
VARIANT_BOOL	VT_BOOL	VARIANT_TRUE

若要停用壓縮網域作業，請將此屬性設定為 VARIANT_FALSE。

FrequencyOrder

以頻率順序啟用編碼。 JPEG XR 編碼器的裝置實作可以組織檔案的空間，以減少編碼期間所需的記憶體。

資料類型	VARTYPE	預設
VARIANT_BOOL	VT_BOOL	VARIANT_TRUE

VARIANT_TRUE：頻率順序。最低頻率資料會先出現在檔案中，影像內容會依頻率分組，而不是其空間方向。依頻率順序組織檔案可提供任何以頻率為基礎的解碼的最佳效能。
VARIANT_FALSE：空間順序。空間順序可減少編碼期間所需的記憶體

除非您有使用空間順序的效能或應用程式特定原因，否則建議使用頻率順序。

HorizontalTileSlices

設定水準磚的數目。

資料類型	VARTYPE	範圍	預設
USHORT	VT_UI2	0–4095	(影像寬度 – 1) >> 8

此值是水準細分的數目;也就是說，水準磚的數目 – 1。

IgnoreOverlap

指定編碼器如何處理壓縮網域轉碼期間的磚界限。

資料類型	VARTYPE	預設
VARIANT_BOOL	VT_BOOL	VARIANT_FALSE

只有在 CompressedDomainTranscode 屬性設定為 VARIANT_TRUE ，而且執行一或多個磚的子領域轉碼時，才會套用這個屬性。

區域轉碼的預設作業是展開要求的區域，以包含區域邊緣重迭譯所需的周圍圖元。如果此屬性設定為 VARIANT_TRUE，編解碼器會忽略周圍圖元，而且只會擷取選取的磚或磚。如果來源影像未並排，或要求的區域包含部分磚，則會忽略此參數。

ImageDataDiscard

設定壓縮網域轉碼期間要捨棄的影像頻率資料量。

資料類型	VARTYPE	範圍	預設
UCHAR	VT_UI1	0–3	0

只有在 CompressedDomainTranscode 屬性設定為 VARIANT_TRUE時，才適用此屬性;否則會忽略它。

值	描述
0	不捨棄影像頻率資料。
1	會捨棄 flexbit。這會任意減少轉碼影像的品質，而不會變更影像的有效解析度。檔案大小和品質的確切縮減取決於許多因素，而且無法完全指定。這個值會傳回針對交錯 Alpha 色板指定的錯誤。
2	會捨棄高傳遞頻率資料頻，包括 flexbits。這可減少兩個維度中 4 的轉碼影像解析度。轉碼影像的實際維度保持不變，但影像會遺失每個 4x4 圖元區塊中的所有詳細資料。因此，每當解碼時，應該據以向下取樣轉碼的影像。
3	會捨棄高傳遞和低傳遞頻率資料頻，包括彈性位。這可減少兩個維度中 16 個轉碼影像的解析度。轉碼影像的實際維度維持不變，但影像會遺失每個 16x16 宏區塊圖元中的所有詳細資料。因此，每當解碼時，應該據以向下取樣轉碼的影像。

如果影像包含交錯的 Alpha 色板，則 ImageDataDiscard 的值會套用至 Alpha 通道，除非 AlphaDataDiscard 屬性設定為 4，在此情況下會捨棄 Alpha 色板。

對於平面 Alpha，捨棄的頻率資料是由 AlphaDataDiscard 屬性所控制。

ImageQuality

設定影像品質。

資料類型	VARTYPE	範圍	預設
FLOAT	VT_R4	0–1.0	0.9

層級 1.0 提供數學上不遺失的壓縮。

層級 0.0 是最低品質設定。

InterleavedAlpha

指定是否要編碼交錯的 Alpha 或平面 Alpha。

資料類型	VARTYPE	預設
VARIANT_BOOL	VT_BOOL	VARIANT_FALSE

VARIANT_TRUE：交錯 Alpha。 Alpha 通道資訊會編碼為額外的交錯通道，且不會與影像內容通道相互關聯。當影像串流時，此模式適用于與影像同時解碼 Alpha。
VARIANT_FALSE：平面 Alpha。平面 Alpha 色板會編碼為個別影像。影像資料和 Alpha 色板會獨立解碼。您可以選擇性地設定 AlphaQuality 屬性來設定 Alpha 色板的品質等級。

只有特定 RGB 像素格式才支援交錯 Alpha。任何定義 Alpha 色板的影像格式都支援平面 Alpha。

Lossless

啟用損失壓縮。

資料類型	VARTYPE	預設
VARIANT_BOOL	VT_BOOL	VARIANT_FALSE

如果值 VARIANT_TRUE，編碼器會使用無損失壓縮。當設定為 VARIANT_TRUE時，這個屬性會覆寫 ImageQuality 屬性。

重疊

設定重迭篩選的層級。透過重迭篩選，轉換係數會套用到區塊和宏區塊界限。這可減少封鎖成品。

資料類型	VARTYPE	範圍	預設
UCHAR	VT_UI1	0–4	1

值	描述
0	無重迭。
1	一層重迭，軟並排。 (預設值。)
2	兩層重迭，柔並排。
3	一層重迭，硬式並排
4	兩層重迭，硬式並排。

定義：

重迭的一個層級：4x4 區塊的編碼值會根據鄰近區塊進行修改。
重迭的兩個層級：套用第一層重迭。此外，16x16 宏區塊的編碼值會根據鄰近的宏區塊修改。
軟磚：重迭篩選會套用到磚界限。
硬式並排：不會跨磚界限套用重迭篩選。硬式磚可以沿著磚界限導入一些視覺成品。

如果您設定此屬性，也請將 UseCodecOptions 設定為 VARIANT_TRUE。

ProgressiveMode

啟用或停用漸進式編碼。

資料類型	VARTYPE	預設
VARIANT_BOOL	VT_BOOL	VARIANT_FALSE

值	Description
VARIANT_TRUE	循序模式 (預設) 。
VARIANT_FALSE	漸進模式。

品質

設定壓縮品質。

資料類型	VARTYPE	範圍	預設
UCHAR	VT_UI1	1–255	1

值 1 表示無遺失模式。增加值會導致較高的壓縮比例和較低的影像品質。

如果您設定此屬性，也請將 UseCodecOptions 設定為 VARIANT_TRUE。

StreamOnly

啟用或停用僅限資料流程模式。

資料類型	VARTYPE	預設
VARIANT_BOOL	VT_BOOL	VARIANT_FALSE

值	Description
VARIANT_TRUE	編碼器會輸出未經中繼資料的原始影像資料流程。
VARIANT_FALSE	編碼器會輸出容器格式， (映射資料流程加上中繼資料) 。

子取樣

設定 chroma 子取樣。此屬性僅適用于 RGB 影像。

資料類型	VARTYPE	範圍	預設
UCHAR	VT_UI1	0–3	如果ImageQuality> 0.8，則為 3;否則為 1

值	Description
3	4：4：4 編碼。保留完整的色度解析度。
2	4：2：2 編碼。色度解析度為 1/2 的亮度解析度。
1	4：2：0 編碼。色度解析度為 1/4 的亮度解析度。
0	4:0:0 編碼。捨棄所有色度值，並只保留亮度。注意：不建議使用此模式，因為編解碼器會使用稍微修改的亮度定義來改善效能。相反地，最好在編碼之前將影像轉換成單色。

4：2：2 和 4：2：0 會以色彩詳細資料來保留亮度詳細資料。

如果您設定此屬性，請將 UseCodecOptions 設定為 VARIANT_TRUE。

UseCodecOptions

指定是否要使用 Quality、 Overlap和 Subsampling 屬性，而不是一般 ImageQuality 屬性。

資料類型	VARTYPE	預設
VARIANT_BOOL	VT_BOOL	VARIANT_FALSE

VerticalTileSlices