Wikipedista:Anastasi Vorobiova/JPEG XS

JPEG XS logo

JPEG XS (ISO/IEC 21122) — standard kódování obrázků, vyvinutý v roce 2017 pod záštitou výboru JPEG (oficiálně známého jako ISO/IEC SC29 WG1), vyvinuto Joint Photographic Experts Group, určený k uspokojení rostoucích potřeb v kvalitní kompresi obrázků s minimální latencí. Nabízí vizuálně bezztrátovou kompresi, umožňující obrázkům zachovat původní kvalitu po kódování a dekódování, což jej činí ideálním pro profesionální použití, vyžadující přesný přenos informací. Díky své nízké latenci (méně než 1 ms) a snadnosti realizace, JPEG XS je vhodný pro širokou škálu aplikací, včetně VR/AR, autonomních dopravních prostředků, medicínských obrázků a mnoha dalších.

Historie vývoje

Vývoj JPEG XS začal v roce 2014 a do roku 2017 byl standard schválen jako mezinárodní standard ISO/IEC 21122. První verze standardu byla publikována v roce 2019 a druhá verze, nabízející vylepšenou podporu pro HDR a RAW Bayer, následovala v roce 2021.

Příklady použití

1. Přenos sportovních událostí: JPEG XS se používá pro přenos sportovních událostí v reálném čase, například olympijských her a mistrovství světa ve fotbale.
2. Chirurgie: JPEG XS se používá pro přenos videozáznamů z chirurgických operací na operační sály.
3. Kontrola produkce: JPEG XS se používá pro kontrolu kvality produkce na dopravnících.
4. Automobily s autopilotem: JPEG XS se používá pro přenos dat z kamer a senzorů v autonomních automobilech.
5. VR hry: JPEG XS se používá pro tvorbu realistických VR her.

Technické charakteristiky

JPEG XS je založen na diskrétním kosinovém transformaci (DCT) s adaptivním kvantováním a kódováním proměnné délky kódu (VLC), zahrnuje různé metody komprese a podporuje vícevláknové zpracování pro zlepšení výkonu na vícejádrových procesorech. Standard podporuje různé formáty pixelů, včetně RGB, YCbCr, YUV, Bayer RAW, hloubku barvy až do 16 bitů na komponentu a HDR obsah.

Testování a srovnávací analýza

V průběhu nezávislých studií JPEG XS prokázal lepší výsledky ve srovnání s JPEG 2000, HEVC a MPEG-4 AVC/H.264 v ohledu latence, poměru komprese a kvality obrazu, zejména se vyznačuje při kompresi obrázků s vysokým dynamickým rozsahem (HDR) a RAW Bayer.

Srovnávací tabulka JPEG XS, JPEG 2000, HEVC a MPEG-4 AVC/H.264:

Vlastnosti	JPEG XS	JPEG 2000	HEVC	MPEG-4 AVC/H.264
Typ kódování	Bezztrátové s vizuální kvalitou	Bezztrátové s vizuální kvalitou	Se ztrátami	Se ztrátami
Komprese	4:1 - 2:1	20:1 - 2:1	50:1 - 2:1	Různé, typicky vysoká
Latence	< 1 ms	10 - 100 ms	1 - 10 ms	Nízká až střední
Propustnost	100 Mb/s - 10 Gb/s	1 Mb/s - 1 Gb/s	1 Mb/s - 10 Gb/s	Různé
Rozlišení	4K, 8K, 16K	4K, 8K	4K, 8K, 16K	Až do 4K
Formát	YCbCr 4:2:0, 4:2:2, 4:4:4	YCbCr 4:2:0, 4:2:2	YCbCr 4:2:0, 4:2:2, 4:4:4	YCbCr 4:2:0, 4:2:2, 4:4:4
Hloubka barev	8 bitů, 10 bitů, 12 bitů	8 bitů, 10 bitů, 12 bitů	8 bitů, 10 bitů, 12 bitů	8 bitů, 10 bitů

Licencování

JPEG XS je nabízen na základě licenční smlouvy bez odvodů, což umožňuje jeho používání v komerčních a nekomerčních produktech bez dodatečných poplatků.

Budoucnost JPEG XS

Očekává se, že JPEG XS najde široké uplatnění v různých sférách, kde jsou požadovány vysoká kvalita obrazu, minimální latence a jednoduchost realizace. Vývoj technologií a rozšíření oblastí použití JPEG XS přispěje k jeho integraci do nových oblastí, jako je 8K video a virtuální realita, poskytující standardu nové možnosti pro rozvoj a adaptaci na budoucí požadavky trhu.

Reference

1. Oficiální stránka JPEG XS: https://jpeg.org/jpegxs/
2. JPEG XS na Wikipedii: https://en.wikipedia.org/wiki/JPEG_XS