Editorial: Es ist 2010. Wo bleibt JPEG 2000?

Rund um das Jahr 2000 war die Fachpresse sich einig: Die wavelet-basierte Kompression von JPEG 2000 ist besser als cosinus-transformation-basierte des bis dahin für Farbbilder führenden JPEG-Standards. JPEG 2000 ist somit ein würdiger Nachfolger von JPEG und wird schon bald die Führung übernehmen.

Heute, zehn Jahre später, sieht die Realität ganz anders aus: Die führenden Grafik-Programme (das kommerzielle Adobe Photoshop und das freie GIMP) müssen erst mit entsprechenden Plugins aufgerüstet werden, bevor sie JPEG-2000-Bilder lesen oder schreiben können. Und selbst die allermeisten Web-Browser enthalten keinerlei JPEG-2000-Unterstützung, obwohl diese dafür nur den Dekoder und nicht auch noch den Enkoder benötigten würden. Nur im Bereich der Langzeit-Archivierung gibt es diverse Systeme auf JPEG-2000-Basis. Das dürfte daran liegen, dass von den bis dato etablierten Graphik-Standards (JPEG, GIF und dessen Nachfolger PNG) keiner gut mit gescanten Dokumenten klarkommt, die Text und Bilder enthalten.

Eine schöne Frau ... (vielen Dank für das Foto an D Sharon Pruitt)
Foto: D Sharon Pruitt Dabei böte der neue Standard nicht nur bei gemischten Dateien zahlreiche Vorteile: Bei gleicher Pixelzahl und Qualität ist ein JPEG-2000-Bild fast immer spürbar kleiner als das JPEG-Pendant. Und hat man doch mal zu stark komprimiert, stören die Unschärfeartefakte von JPEG 2000 weniger als die Blockartefakte von JPEG. Beides sollte durch gesparte Ladezeit das Browsen auf grafikintensiven Seiten deutlich beschleunigen.

JPEG 2000 ist zudem standardmäßig progressiv enkodiert: Auch aus der halben Datei (oder gar dem ersten Zehntel) lässt sich das ganze Bild extrahieren, wenn auch weniger scharf. Browser könnten somit auch große Bilder unmittelbar nach Beginn der Übertragung schonmal anzeigen. Die Unschärfe der unvollständigen Dateien erkennt nämlich das Auge erst beim längeren genauen Hinsehen - bis dahin sind die Details aber möglicherweise bereits nachgeladen. Wird das Bild hingegen Zeile für Zeile von oben nach unten aufgebaut, ist offensichtlich, dass der Ladevorgang noch nicht abgeschlossen ist.

... verunstaltet durch übermäßige JPEG-Kompression auf unter 3 % der Originalgröße
Foto: D Sharon Pruitt Weitere Vorteile von JPEG 2000 betreffen die Unterstützung eines Alpha-Kanals (nützlich beispielsweise für halb-transparente Overlays) und von höheren Farbtiefen (die insbesondere Digitalkameras interessant wären, um die nachträgliche Belichtungskorrektur in der Bildbearbeitungssoftware zu unterstützen).

Patent-Streits und unbrauchbare Referenz-Software

Doch warum hat sich die bessere Bildkompressions-Software dann nicht durchgesetzt? Ein oft in den Medien genannter Grund ist die unklare Patent-Situation: Erst spät rang das JPEG-Konsortium sich durch, zumindest für den Teil 1 der Spezifikation, die die wichtigsten Anwendungsfälle abdeckt, auf Lizenzgebühren zu verzichten. Bis dahin musste freie Software in der Regel auf JPEG 2000 verzichten, da sie nicht sicher sein konnten, im Falle einer Implementation nicht doch nachträglich mit hohen Geldforderungen konfrontiert zu werden.

... während JPEG 2000 bei gleicher Dateigröße noch viel mehr Details erkennen lässt. (Hier rückkonvertiert zu einer viel größeren JPEG-Datei).
Foto: D Sharon Pruitt Zudem ist die JPEG-2000-Referenzsoftware, die Bibliothek und das Kommandozeilentool Jasper, schnarchlangsam und unvollständig. Das Laden oder Speichern einer 10-Megapixel-Bilddatei dauert mehrere Sekunden. Und trotz progressiver Enkodierung wird eine abgeschnittene JPEG-2000-Datei gar nicht erst geöffnet, statt zumindest das Bild in der mit der Teildatenmenge möglichen verminderten Qualität auszugeben.

Die Konkurrenz schlägt mit webp zurück

Und so verwundert wenig, dass große Firmen inzwischen an eigenen Alternativen stricken. Allen voran google, die zunehmend ihr eigenes Fotoformat "webp" promoten. webp wurde durch den Downgrade eines Video-(also Bewegtbild-)Codecs auf einen Standbild-Codec gewonnen. webp bietet ähnliche Kompressionsraten wie JPEG 2000. Und google garantiert, von webp-Nutzern keine Lizenzgebühren zu verlangen, obwohl sie darauf Patente halten. Recht wahrscheinlich wird google auch bestmöglich versuchen, Ansprüche von Dritten auf Verletzung derer Patente durch webp abzuwehren.

Ziemlich sicher ist: Es werden sich im Web, und damit auch auf zahllosen Geräten der Verbraucherelektronik (insbesondere Handys, Digitalkameras und Medienplayer) nicht zwei verschiedene JPEG-Nachfolger durchsetzen. Wenn hier das JPEG-Konsortium nicht bald gegensteuert, insbesondere mit einer performanten Referenz-Implementation und mit der klaren Aussage, dass zumindest alle JPEG-2000-Software-Dekoder frei von Lizenzkosten bleiben werden, dann ist der Zug bald abgefahren.