JEPG XS:低延时视觉无损压缩

2021-02-08 21:06:06 浏览数 (1)

本次演讲来自SMPTE,演讲者是来自Evertz Compression System的两位产品技术经理Branislav KuKuji和Rajvlr Singh。本次演讲主要介绍了JPEG XS这一低延时且视觉无损的新压缩标准。

首先,Branislav简单介绍了为什么需要研发Jpeg XS。由于现在图像和视频的传输主要是通过IP网络,因此如何减小编解码器的复杂度并增加灵活性非常重要,并且,近年来对4k和8k等高分辨率的需求也逐渐增多,然而现有的网络基础设施的带宽也有限。过去是使用JPEG 2000来实现低延迟的压缩,但JEPG 2000的性能有限。而JPEG XS是第一个对具有较高延时要求场景设计的ISO标准(ISO/IEC 21122),具有轻量级和低延迟的特点,可以在压缩比为8:1的情况下实现视觉无损的压缩。JPEG XS可以实现极低的延时,对于CPU的使用量也极低。

Branislav接着介绍了JPEG XS支持的不同等级的配置,这些配置使用的是TR07 & TR08 capability sets中定义的等级。并且,Branislav表示JPEG XS非常易于使用,可以无缝进行工具过渡,支持各种视频应用场景,与H.264和H.265相比有更小的延时,并针对实际使用的FPGA,CPU和GPU进行了优化。

随后Rajvlr简单介绍了一下DCT变换和小波变换。DCT变换是广泛用在MEPG压缩标准中的,可以将图片从时域转换到频域。而小波变换在JEPG 2000中用于消除图像中的冗余信息,通过使用了一系列缩放和平移后的小波进行变换,而不是DCT中基于块的变换。对于JPEG XS来说,由于这是一种帧内压缩的方式,只需要考虑空域的冗余信息,因此小波变换的效果会更好。

RaJvlr接着介绍了JPEG XS中编码、配置文件、传输和存储形式的标准发展过程。RaJvlr表示在TR-07标准中,使用JPEG XS编码的视频需要使用MPEG-2 TS基于IP的标准,并介绍了JPEG XS在capability set要求上的扩展内容。而对于JPEG XS未来进一步的发展方面,RaJvlr表示将会推进在SMPTE 2110-22中对于TR-08传输下JPEG XS编码视频的支持。

在计算资源的消耗上,JPEG XS相比于JPEG 2000有较大的改进,对于CPU,JPEG XS可以节省约一半的CPU算力;对于FPGA,JPEG XS同样可以只需要一半的算力,并且对于芯片面积的需求只有1/8。在延时方面,JPEG XS相比于SMPTE 2110-20也有较大的提升,端到端情况JPEG XS的延时减小了91 lines。

RaJvlr表示现在已有基于FPGA和基于软件的JPEG XS实现,未来JPEG XS将会应用在ST2110 workflow、IPTV、4K/8K的HDR视频、VR/AR以及对于延时有高要求的应用中。最后Rajvlr介绍了Evertz 在IPTV中应用JPEG XS的系统框图,并演示了使用Evertz的软件进行编码和传输的管理与控制。

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