Fichier graphique progressif

Dans un premier temps, les images doivent être transformées de l' espace colorimétrique RVB vers un autre espace colorimétrique, ce qui donne trois composantes traitées séparément. PGF utilise une transformation de couleur YUV modifiée et entièrement réversible . Les matrices de transformation sont :

Les composantes de chrominance peuvent être, mais ne doivent pas nécessairement être, réduites en résolution.

Les composantes de couleur sont ensuite transformées par ondelettes à une profondeur arbitraire. Contrairement à JPEG 1992 qui utilise une transformée en cosinus discrète par blocs de 8x8 , PGF utilise une transformée en ondelettes réversible : une version arrondie de la transformée en ondelettes biorthogonale CDF 5/3 . Ce banc de filtres d'ondelettes est identique à celui utilisé par JPEG 2000. Il n'utilise que des coefficients entiers, ce qui évite tout arrondi (quantification) en sortie et donc l'introduction de bruit de quantification.

Après la transformée en ondelettes, les coefficients sont quantifiés scalairement afin de réduire le nombre de bits nécessaires à leur représentation, au prix d'une perte de qualité. Le résultat est un ensemble de nombres entiers qui doivent être encodés bit à bit. Le paramètre permettant de définir la qualité finale est le pas de quantification : plus le pas est grand, plus la compression est importante et plus la perte de qualité est grande. Avec un pas de quantification égal à 1, aucune quantification n'est effectuée (ce qui est utilisé en compression sans perte). Contrairement à JPEG 2000, PGF utilise uniquement des puissances de deux ; ainsi, la valeur du paramètre i représente un pas de quantification de 2ᵢ ^. L'utilisation exclusive de puissances de deux dispense des opérations de multiplication et de division entières.

Le résultat du processus précédent est un ensemble de sous-bandes représentant différentes échelles d'approximation. Une sous-bande est un ensemble de coefficients — des nombres entiers — qui représentent des aspects de l'image associés à une certaine gamme de fréquences ainsi qu'à une zone spatiale de l'image.

Les sous-bandes quantifiées sont divisées en blocs , des régions rectangulaires dans le domaine des ondelettes. Elles sont généralement sélectionnées de manière à ce que les coefficients qu'elles contiennent forment approximativement des blocs spatiaux dans le domaine de l'image (reconstruite) et sont regroupés dans un macrobloc de taille fixe .

L'encodeur doit encoder les bits de tous les coefficients quantifiés d'un macrobloc, en commençant par les bits de poids fort et en progressant vers les bits de poids faible. Lors de cet encodage, chaque plan de bits du macrobloc est encodé en deux passes : une première passe encodage des bits de poids fort, suivie d'une seconde passe d'affinage de ces mêmes bits. En mode sans perte, tous les plans de bits doivent être encodés et aucun ne peut être omis.

Seuls les coefficients significatifs sont compressés à l'aide d'un codeur RLR ( Run-Length/Rice adaptatif), car ils contiennent de longues séquences de zéros. Le codeur RLR de paramètre k (longueur logarithmique d'une séquence de zéros) est également connu sous le nom de code de Golomb élémentaire d'ordre ^2k .

• Le format JPEG 2000 est légèrement plus économe en espace pour le traitement des images naturelles. À taux de compression égal, son PSNR est en moyenne 3 % supérieur à celui du format PGF. Il offre un léger avantage en termes de taux de compression, mais avec des temps d'encodage et de décodage plus longs.
• Le format PNG (Portable Network Graphics) est plus économe en espace pour la gestion des images comportant de nombreux pixels de la même couleur.

Le format PGF présente plusieurs avantages auto-proclamés par rapport à la norme JPEG ordinaire :

• Performances de compression supérieures : La qualité d’image (mesurée en PSNR ) pour un même taux de compression est en moyenne 3 % meilleure que le PSNR du JPEG. À des débits binaires plus faibles (par exemple, inférieurs à 0,25 bit/pixel pour les images en niveaux de gris), le PGF présente un avantage bien plus significatif par rapport à certains modes du JPEG : les artefacts sont moins visibles et le blocage est quasi inexistant. Ces gains de compression par rapport au JPEG sont attribués à l’utilisation de la DWT .
• Représentation multi-résolution : PGF assure une compression transparente de plusieurs composantes d’image, chaque composante transportant de 1 à 31 bits par échantillon. Grâce à cette fonctionnalité, il n’est plus nécessaire de stocker séparément les images de prévisualisation ( vignettes ).
• La transmission progressive par résolution, aussi appelée décodage progressif, permet une organisation efficace des flux de code, progressive selon la résolution. Ainsi, après la réception d'une petite partie du fichier, la qualité de l'image finale est inférieure, puis elle s'améliore progressivement à mesure que l'on reçoit davantage de données de la source.
• Compression sans perte et avec perte : PGF propose une compression sans perte et avec perte au sein d’une architecture unique. Ces deux types de compression sont obtenus grâce à l’utilisation d’une transformée en ondelettes réversible (entière).
• Informations spatiales des canaux latéraux : Les plans de transparence et alpha sont entièrement pris en charge
• Extraction de ROI : Depuis la version 5, PGF prend en charge l'extraction de régions d'intérêt ( ROI ) sans décoder l'image entière.