JPEG XS

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

يُعدّ JPEG XS ( المُعتمد وفقًا لمعيار ISO/IEC 21122) مُشفّرًا للصور والفيديو يُقدّم جودةً فائقةً دون فقدانٍ للبيانات، سواءً من الناحية البصرية أو الرياضية. وهو مُشفّر مُصمّم خصيصًا لتمكين تطبيقاتٍ منخفضة التعقيد والزمن . [ 2 ] [ 3 ] تشمل التطبيقات المُستهدفة لهذا المعيار بثّ محتوى عالي الجودة للفيديو الاحترافي عبر بروتوكول الإنترنت (SMPTE ST 2022 و ST 2110 ) في البثّ التلفزيوني والتطبيقات الأخرى، والواقع الافتراضي ، والطائرات المسيّرة، والمركبات ذاتية القيادة المُزوّدة بكاميرات، والألعاب. [ 2 ] [ 4 ] [ 5 ] على الرغم من عدم وجود تعريف رسميّ للاختصار، فقد تمّ اختيار XS للتأكيد على خصائص صغر حجم المُشفّر وسرعته الفائقة .

سمات

ثلاث ميزات رئيسية تُعد أساسية لـ JPEG XS:

  1. الضغط الشفاف بصريًا : لا يمكن تمييز المحتوى المضغوط بتقنية XS عن المحتوى الأصلي غير المضغوط (اجتياز اختبارات ISO/IEC 29170-2، والتي تسمى أيضًا AIC-2) لنسب الضغط بين 2:1 و 10:1.
  2. زمن استجابة منخفض : يُعدّ زمن الاستجابة الإجمالي من البداية إلى النهاية، الناتج عن دورة ضغط وفك ضغط JPEG XS، ضئيلاً للغاية. وبحسب الإعدادات، لا يفرض XS عادةً سوى ما بين سطر واحد و32 سطرًا إضافيًا من زمن الاستجابة الإجمالي، مقارنةً بالنظام نفسه الذي يستخدم فيديو غير مضغوط.
  3. خفيف الوزن: تم تصميم JPEG XS ليكون ذا تعقيد حسابي وذاكرة منخفض ، مما يسمح بتنفيذ فعال منخفض الطاقة والموارد على منصات مختلفة مثل وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات و FPGA و ASIC .

بالاعتماد على هذه الميزات الرئيسية، يُعدّ JPEG XS مناسبًا لأي تطبيق يكون فيه المحتوى غير المضغوط هو القاعدة، مع توفير كبير في استخدام النطاق الترددي المطلوب، والحفاظ على الجودة، وتقليل زمن الاستجابة. ومن بين حالات الاستخدام المستهدفة: نقل الفيديو عبر روابط الفيديو الاحترافية (مثل SDI والفيديو الاحترافي عبر بروتوكول الإنترنت )، وتخزين الفيديو في الوقت الفعلي، ومخازن الذاكرة المؤقتة، والتقاط الفيديو وعرضه من جميع الاتجاهات، وضغط مستشعرات الصور (على سبيل المثال في الكاميرات وصناعة السيارات). [ 6 ] يُفضّل JPEG XS الجودة البصرية غير المفقودة مع زمن استجابة منخفض وتعقيد بسيط، على تقليل البيانات من خلال الضغط. وهو ليس منافسًا مباشرًا لبرامج ترميز الصور البديلة مثل JPEG 2000 و JPEG XL أو برامج ترميز الفيديو مثل AV1 و AVC/H.264 و HEVC/H.265 التي تركز عادةً على كفاءة الضغط.

ومن الميزات المهمة الأخرى ما يلي:

  1. تخصيص معدل البت الدقيق : يسمح JPEG XS بمعدل بت مستهدف بدقة ليتناسب تمامًا مع النطاق الترددي المتاح (يشار إليه أيضًا باسم معدل البت الثابت ).
  2. متانة متعددة الأجيال : يسمح معيار JPEG XS بما لا يقل عن 10 دورات تشفير وفك تشفير، دون تدهور ملحوظ في الجودة. [ 7 ] تتيح هذه الميزة، على سبيل المثال، ربط أجهزة متعددة لإعادة ضغط الإشارة بسلاسة، دون أي تدهور ملحوظ في الجودة.
  3. التوافق بين المنصات المتعددة : تسمح الخوارزميات المستخدمة في JPEG XS بتنفيذها بكفاءة على منصات مختلفة، مثل وحدة المعالجة المركزية (CPU ) ووحدة معالجة الرسومات (GPU ) ووحدة FPGA ووحدة ASIC . ويُستغل كل تصميم من هذه التصاميم على النحو الأمثل عند توفر درجة معينة من التوازي في التنفيذ. فعلى سبيل المثال، يستفيد تنفيذ وحدة المعالجة المركزية متعددة النوى من التوازي واسع النطاق، بينما تعمل وحدة معالجة الرسومات أو وحدة FPGA بشكل أفضل مع التوازي دقيق النطاق. علاوة على ذلك، لا يؤثر اختيار مستوى التوازي المستخدم في تنفيذ المُشفِّر على مستوى التوازي في المُفكِّك. وهذا يعني إمكانية التشفير وفك التشفير في الوقت الفعلي بين المنصات، دون التضحية بخصائص انخفاض التعقيد أو زمن الاستجابة أو الجودة العالية.
  4. دعم الترميز الرياضي غير الفاقد (MLS) : JPEG XS قادر أيضًا على ترميز الصور بطريقة رياضية غير فاقدة، لتحقيق إعادة بناء مثالية على جانب فك التشفير (ملف تعريف جديد مدعوم من الإصدار الثاني).
  5. دعم محتوى النطاق الديناميكي العالي (HDR) : يدعم الإصدار الحالي من JPEG XS أعماق بت تصل إلى 16 بت لكل مكون، ويوفر العديد من التحويلات غير الخطية القابلة للتخصيص لضغط محتوى HDR بكفاءة.
  6. دعم ضغط RAW Bayer/CFA : يتميز JPEG XS أيضًا بقدرته على ضغط محتوى مصفوفة مرشح الألوان (CFA)، مثل محتوى RAW Bayer الذي تنتجه الكاميرات الرقمية. يسمح تحويل لوني خاص، يُسمى Star-Tetrix، بضغط قيم عينات RAW الأصلية بكفاءة ومباشرة، دون الحاجة إلى تحويل عينات Bayer إلى عينات RGB أولًا. [ 8 ]
  7. التحكم الدقيق في التدفق : يقوم مشفر JPEG XS بمراقبة كمية البتات المرسلة باستمرار، ويضبط عملية تخصيص معدل البيانات بحيث لا يتجاوز أو يقل عن سعة مخزن الإدخال المحدد بشكل معياري [ 9 ] .

مجالات التطبيق

يُستخدم تنسيق JPEG XS بشكل فعال في العديد من مجالات التطبيق. [ 10 ]

تتزايد متطلبات عرض النطاق الترددي للفيديو مع ازدياد دقة الفيديو ومعدلات الإطارات وعمق البتات وعدد تدفقات الفيديو باستمرار. ورغم تزايد سعات روابط الفيديو وقنوات الاتصال، إلا أن هناك تطبيقات يكون فيها معدل نقل البيانات المنخفض الذي يوفره تنسيق JPEG-XS مفيدًا.

يتجه كل من سوقي البث والصوتيات الاحترافية نحو بنية تحتية تعتمد على تقنية نقل الصوت والفيديو عبر بروتوكول الإنترنت (AV-over-IP)، مع تفضيل استخدام وصلات إيثرنت جيجابت للإنتاج عن بُعد، وشبكات إيثرنت أسرع تعتمد على الألياف الضوئية للمرافق الداخلية. ونظرًا لمحدودية عرض النطاق الترددي المتاح وتكلفة البنية التحتية، قد يكون الاعتماد على الفيديو غير المضغوط مكلفًا للغاية في حال الحاجة إلى دعم دقة 4K و8K، وزيادة عمق البت لتقنية النطاق الديناميكي العالي (HDR)، ومعدلات الإطارات الأعلى.

باستخدام تقنية XS، يُمكن على سبيل المثال إعادة استخدام كابلات SDI الموجودة لنقل محتوى 4K60 عبر كابل 3G-SDI واحد (بنسبة ضغط 4:1)، وحتى عبر كابل HD-SDI واحد (بنسبة ضغط 8:1). ويمكن استخدام سيناريوهات مماثلة لنقل محتوى 8K60 عبر أنواع مختلفة من كابلات SDI (مثل 6G-SDI و12G-SDI). كما تُمكّن تقنية XS من نقل محتوى 4K60 عبر شبكة إيثرنت جيجابت، ومحتوى 8K60 عبر شبكة إيثرنت 5G أو 10 جيجابت ، وهو أمرٌ مستحيل بدون الضغط.

يوضح الجدول التالي نطاقات الضغط المتوقعة لبعض حالات الاستخدام النموذجية.

بث فيديومعدل نقل الفيديونوع الرابطالإنتاجية المتاحةنسبة الضغط
2K 60  إطارًا في الثانية 4:2:2 10  بت لكل قناة2.7 جيجابت/ثانيةHD-SDI1.33 جيجابت/ثانية~2:1
4K 60  إطارًا في الثانية 4:2:2 10  بت لكل قناة10.6 جيجابت/ثانية3G-SDI2.65 جيجابت/ثانيةنسبة 4:1 تقريبًا
2K 60  إطارًا في الثانية 4:2:2 10  بت لكل قناة2.7 جيجابت/ثانيةإيثرنت بسرعة 1 جيجابت0.85 جيجابت/ثانيةنسبة 3:1 تقريبًا
2K 60  إطارًا في الثانية 4:4:4 12  بت لكل قناة4.8 جيجابت/ثانيةإيثرنت بسرعة 1 جيجابت0.85 جيجابت/ثانيةنسبة 6:1 تقريبًا
4K 60  إطارًا في الثانية 4:4:4 12  بت لكل قناة19.1 جيجابت/ثانيةإيثرنت 10 جيجابت7.96 جيجابت/ثانيةنسبة 2.2:1 تقريبًا
8K 60  إطارًا في الثانية 4:2:2 10  بت لكل قناة42.5 جيجابت/ثانيةإيثرنت 10 جيجابت7.96 جيجابت/ثانيةنسبة 6:1 تقريبًا
8K 120  إطارًا في الثانية 4:2:2 10  بت لكل قناة84.9 جيجابت/ثانيةإيثرنت 25 جيجا21.25 جيجابت/ثانيةنسبة 4:1 تقريبًا

تخزين وتشغيل الفيديو في الوقت الفعلي

يرتبط بنقل تدفقات الفيديو تخزين واسترجاع التدفقات عالية الدقة، حيث تنطبق قيود النطاق الترددي أيضًا. على سبيل المثال، تستخدم كاميرات الفيديو وحدات تخزين داخلية مثل محركات أقراص الحالة الصلبة (SSD) أو بطاقات الذاكرة (SD) لتسجيل تدفقات صور عالية الدقة، إلا أن معدلات نقل البيانات القصوى لهذه الأجهزة قد تكون أقل من المعدل المطلوب لتخزين فيديو غير مضغوط في الوقت الفعلي.

ضغط المستشعر

يدعم برنامج JPEG XS الضغط المباشر لصور RAW Bayer /CFA باستخدام تحويل ألوان Star-Tetrix. يقوم هذا التحويل بتحويل صورة نمط RAW Bayer وفصل عينات الألوان إلى صورة رباعية المكونات، حيث يمتلك كل مكون ربع الدقة الأصلية فقط. [ 11 ] هذا يعني أن إجمالي عدد العينات التي يجب معالجتها وضغطها يبقى كما هو، ومع ذلك يتم فصل القيم بشكل مشابه لتحويل المكونات المتعددة التقليدي.

يُجنّب تجنّب هذا التحويل فقدان المعلومات، ويُتيح إجراء هذه المعالجة خارج الكاميرا. وهذا مفيد لأنه يسمح بتأجيل عملية إزالة التداخل اللوني لمحتوى باير من لحظة التقاط الصورة إلى مرحلة الإنتاج، حيث يُمكن اتخاذ قرارات أفضل بشأن الرؤية الفنية والإعدادات المختلفة. عملية إزالة التداخل اللوني غير قابلة للعكس، وتتطلب اتخاذ بعض القرارات مسبقًا، مثل اختيار خوارزمية الاستيفاء أو مستوى تقليل التشويش. قد تستهلك هذه العملية طاقة كبيرة، كما أنها تُضيف زمن استجابة وتعقيدًا إضافيين.

المعايير

JPEG XS (ISO/IEC 21122)

نظام ترميز JPEG XS هو مجموعة من المعايير ISO/IEC تتكون من الأجزاء التالية:

جزءالطبعة الأولىالطبعة الثانية (سارية المفعول)الطبعة الثالثةعنوانوصف
1201920222024 التعديل 1:2026نظام الترميز الأساسييصف هذا النص نظام الترميز الأساسي لـ JPEG XS. ويحدد بناء الجملة، وعلى غرار برامج ترميز الصور الأخرى من نوع JPEG وMPEG، عملية فك الضغط لإعادة بناء صورة رقمية ذات تدرج لوني متصل من دفق البيانات المشفر. كما يقدم بعض الإرشادات حول العملية العكسية التي تضغط الصورة الرقمية إلى دفق بيانات مضغوط، وهي عملية الترميز، ولكنه يترك للمطورين حرية اختيار التحسينات والخيارات الخاصة بالتنفيذ.
2201920222024 التعديل 1:2026الملفات الشخصية ونماذج التخزين المؤقتBuilds on top of Part 1 to segregate different applications and uses of JPEG XS into reduced coding tool subsets with tighter constraints. The definition of profiles, levels, and sublevels allows for reducing the complexity of implementations in particular application use cases, while also safeguarding interoperability. Profiles represent interoperability subsets of the codestream syntax specified in Part 1. In addition, levels and sublevels provide limits to the maximum throughput in the encoded (codestream) and the decoded (spatial and pixels) image domains. Also specifies a buffer model, consisting of a decoder model and a transmission channel model, to enable guaranteeing low latency requirements to a fraction of the frame size.
3201920222024Transport and container formatsSpecifies transport and container formats for JPEG XS codestreams. It defines the carriage of important metadata, like color spaces, mastering display metadata (MDM), and Exif, to facilitate transport, editing, and presentation. Defines the XS-specific ISOBMFF boxes, an Internet media type registration, and additional syntax to allow embedding XS in formats like MP4, MPEG-2 TS, or the HEIF image file format.
4202020222025Conformance testingProvides conformance testing and buffer model verification.
5202020222025Reference softwareA reference software implementation (written in ISO C11) of the JPEG XS Part 1 decoder, conforming to the Part 2 profiles, levels and sublevels, as well as an exemplary encoder implementation.

RFC9134 - RTP Payload Format for ISO/IEC 21122 (JPEG XS)

RFC 9134[12] describes a payload format for the Real-Time Transport Protocol (RTP) to carry JPEG XS encoded video. In addition, the recommendation also registers the official media type registration for JPEG XS video as video/jxsv, along with its mapping of all parameters into the Session Description Protocol (SDP).

The RTP payload format for JPEG XS, in turn, enables the use of JPEG XS in SMPTE 2110 environments using SMPTE ST 2110-22 for CBR compressed video transport.

See also TR-08,[13] published by the Video Services Forum.

MPEG-TS for JPEG XS

ISO/IEC 13818-1:2023, known as MPEG-TS 9th edition, specifies carriage support for JPEG XS in MPEG transport streams.[14] See also VSF TR-07[15] published by the Video Services Forum.

NMOS with JPEG XS

يستخدم معيار NMOS ( مواصفات الوسائط الشبكية المفتوحة ) الذي يُتيح تسجيل نقاط نهاية JPEG XS واكتشافها وإدارة الاتصال بها، مواصفات AMWA IS-04 وIS-05 NMOS. انظر AMWA BCP-006-01، [ 16 ] الصادر عن جمعية سير العمل للوسائط المتقدمة .

JPEG XS بصيغة IPMX

بروتوكول تجربة الوسائط عبر الإنترنت (IPMX) عبارة عن مجموعة من المعايير والمواصفات المفتوحة التي تُمكّن من نقل الفيديو والصوت والبيانات المضغوطة وغير المضغوطة عبر شبكات بروتوكول الإنترنت (IP) لسوق الصوت والفيديو الاحترافي. يدعم بروتوكول IPMX تنسيق JPEG XS عبر VSF TR-10-8 [ 17 ] وTR-10-11 [ 18 ] .

تاريخ

بدأت لجنة JPEG نشاط التقييس في عام 2016 بدعوة مفتوحة لابتكار معيار ترميز صور عالي الأداء ومنخفض التعقيد. وقد جاءت أفضل التقنيات المرشحة أداءً من معهد intoPIX ومعهد Fraunhofer IIS، وشكّلت أساس المعيار الجديد. عُرضت التطبيقات الأولى في أبريل 2018 في معرض NAB ، وفي وقت لاحق من ذلك العام في المؤتمر الدولي للبث . كما عُرض معيار JPEG XS في معرض CES عام 2019. وقد اعتُمد معيار JPEG XS رسميًا كمعيار ISO/IEC 21122 من قِبل مجموعة خبراء التصوير المشتركة، ونُشرت الطبعة الأولى منه عام 2019. ونُشرت الطبعة الثانية عام 2022، [ 19 ] مضيفةً دعمًا للضغط المباشر لمحتوى Bayer CFA الخام ، والضغط بدون فقدان للبيانات، ودعمًا لأخذ عينات الألوان الفرعية 4:2:0. واليوم، لا تزال لجنة JPEG تعمل بنشاط على إجراء المزيد من التحسينات، ومن المقرر نشر الطبعة الثالثة عام 2024.تضيف هذه النسخة دعمًا لتقنية فك الارتباط الزمني في مجال الموجات الصغيرة، والتي تسمى الترميز التفاضلي الزمني (TDC).

في عام 2025، حصل برنامج JPEG XS على جائزة إيمي® من أكاديمية التلفزيون للابتكارات التقنية في صناعة التلفزيون الأمريكية. [ 20 ]

نظرة عامة فنية

نظام الترميز الأساسي

معيار JPEG XS هو برنامج ترميز للصور الثابتة يعتمد على الموجات الصغيرة ولا يحتوي على مخزن مؤقت للإطارات. بينما يُعرّف المعيار [ 21 ] معيار JPEG XS بناءً على مُفكِّك ترميز مرجعي افتراضي، إلا أنه من الأسهل شرح معيار JPEG XS من خلال الخطوات التي يقوم بها مُشفِّر نموذجي: [ 22 ]

تكبير المكونات وإزالة الترابط الاختياري بينها: في الخطوة الأولى، يُزال كسب التيار المستمر من بيانات الإدخال، وتُكبّر وحدات البكسل إلى دقة 20 بت. اختياريًا، يُطبّق توليد متعدد المكونات، مطابق لتقنية JPEG 2000 RCT. هذا التحويل هو تقريب بدون فقدان لتحويل RGB إلى YUV، يُنتج قناة إضاءة واحدة وقناتين لونيتين.

تحويل المويجات: تُزال الارتباطات المكانية لبيانات الإدخال باستخدام مرشح مويجات دوبيشيز 5/3 . يُجرى تحويل من خمس مراحل في الاتجاه الأفقي، بينما يُجرى من صفر إلى مرحلتين فقط في الاتجاه الرأسي. والهدف من هذا المرشح غير المتماثل هو تقليل زمن الاستجابة.

المعالجة المسبقة : يتم تحويل مخرج مرشح الموجة إلى تمثيل الإشارة والمقدار ويتم معالجته مسبقًا بواسطة مُكمِّم المنطقة الميتة بدقة 16 بت.

التحكم في المعدل والتكميم : يقوم المشفر بتحديد معدل كل إعداد تكميم ممكن من خلال عملية خاصة [ 22 ] ثم يقوم بتكميم البيانات إما عن طريق مُكمِّم المنطقة الميتة أو مُكمِّم موحد يعتمد على البيانات.

ترميز الإنتروبيا : يستخدم JPEG XS ترميز إنتروبيا بسيطًا للبيانات الكمية، ويتم ذلك عبر أربع تمريرات كحد أقصى على خطوط أفقية من معاملات الموجات الكمية. الخطوات هي:

  • ترميز الأهمية : في المرور الأول (الاختياري)، يتم ترميز أهمية 32 معاملًا متتاليًا من معاملات الموجة الصغيرة بواسطة بت واحد.
  • ترميز عدد مستويات البت : في المرحلة الثانية، يتم ترميز عدد مستويات البت غير الصفرية لمجموعات من أربعة معاملات، وهو ما يُعرف بعدد مستويات البت ، باستخدام ترميز من نوع غولومب . يمكن لهذه الخطوة، اختيارياً، استخدام عدد مستويات البت في السطر السابق كمصدر للتنبؤ ( تعديل رمز النبض التفاضلي )، ثم ترميز فرق التنبؤ فقط.
  • ترميز البيانات : تقوم المرحلة الثالثة بإدخال قيم مستوى البت الخام في دفق التعليمات البرمجية دون مزيد من الترميز.
  • ترميز الإشارة : في مرحلة الترميز الاختيارية الأخيرة، تُدرج بتات الإشارة لجميع المعاملات غير الصفرية في دفق البيانات. إذا لم تكن مرحلة الترميز هذه موجودة، تُضمّن بتات الإشارة في مرحلة ترميز البيانات لجميع المعاملات.

تجميع البيانات المشفرة : تُجمع جميع البيانات المشفرة بالإنتروبيا في سلسلة خطية من البتات (مُجمّعة في مضاعفات البايت) مع جميع بيانات الصورة الوصفية المطلوبة. يُطلق على سلسلة البايتات هذه اسم سلسلة البيانات المشفرة، ويستند تركيبها عالي المستوى إلى تركيب علامات JPEG وقطاعات العلامات. [ 23 ]

الملفات الشخصية، والمستويات، والمستويات الفرعية، ومستويات FBB

يُعرّف معيار JPEG XS (في ISO/IEC 21122-2 [ 9 ] ) ملفات تعريف تُحدد مجموعات فرعية من أدوات الترميز التي يجب أن تدعمها أجهزة فك التشفير المتوافقة، وذلك من خلال تقييد قيم المعلمات المسموح بها والعلامات المُعتمدة. يُقدم الجدول التالي نظرة عامة على جميع ملفات التعريف مع أهم خصائصها. يُرجى الرجوع إلى المعيار للاطلاع على المواصفات الكاملة لكل ملف تعريف.

حساب تعريفيP pihب[i]N بت في النبضة، الحد الأقصىب وب رF qQ pihDWT الأفقيDWT العموديتنسيقات أخذ عينات الألوانC pihتمت الإضافة بواسطة الإصدار
ضوء 422.100x15008، 102020480من 1 إلى 50, 14:0:0، 4:2:201
ضوء 444.120x1A008، 10، 123620480من 1 إلى 50, 14:0:0، 4:2:2، 4:4:40, 11
خط فرعي خفيف 422.100x25008، 102020480, 1من 1 إلى 504:0:0، 4:2:201
الرئيسي 420.120x32408، 10، 121820480, 1من 1 إلى 514:2:001
الرئيسي 422.100x35408، 102020840, 1من 1 إلى 50, 14:0:0، 4:2:201
444.12 الرئيسي0x3A408، 10، 123620480, 1من 1 إلى 50, 14:0:0، 4:2:2، 4:4:40, 11
الرئيسي 4444.120x3E408، 10، 124820480, 1من 1 إلى 50, 14:0:0، 4:2:2، 4:4:4، 4:2:2:4، 4:4:4:40, 11
أعلى مستوى 420.120x42408، 10، 121820480, 1من 1 إلى 51، 24:2:002
أعلى مستوى 444.120x4A408، 10، 123620480, 1من 1 إلى 50، 1، 24:0:0، 4:2:2، 4:4:40, 11
أعلى مستوى 4444.120x4E408، 10، 124820480, 1من 1 إلى 50، 1، 24:0:0، 4:2:2، 4:4:4، 4:2:2:4، 4:4:4:40, 11
جعالية 444.120x4A448، 10، 123620480, 1من 1 إلى 50، 1، 24:0:0، 4:2:2، 4:4:40, 13
TDC 444.120x4A458، 10، 123620480, 1(3, 0) و (4, 0) إذا لم يكن 4:2:0،

(4، 1)، (5، 1)، (5، 2) خلاف ذلك

4:0:0،

4:2:0، 4:2:2، 4:4:4

0, 13
TDC MLS 444.120x6A458، 10، 1236ب[i]400, 1(3, 0) و (4, 0) إذا لم يكن 4:2:0،

(4، 1)، (5، 1)، (5، 2) خلاف ذلك

4:0:0،

4:2:0، 4:2:2، 4:4:4

0, 13
MLS.120x6EC08، 10، 1248ب[i]400, 1من 1 إلى 50، 1، 24:0:0،

4:2:0، 4:2:2، 4:4:4، 4:2:2:4، 4:4:4:4

0, 12
MLS.160x6ED08، 10، 12، 14، 1664ب[i]500, 1من 1 إلى 50، 1، 24:0:0،

4:2:0، 4:2:2، 4:4:4، 4:2:2:4، 4:4:4:4

0, 13
لايت باير0x930010، 12، 14، 166418، 2046، 80, 1من 1 إلى 50باير32
مين باير0xB34010، 12، 14، 166418، 2046، 80, 1من 1 إلى 50, 1باير32
هاي باير0xC34010، 12، 14، 166418، 2046، 80, 1من 1 إلى 50، 1، 2باير32

بالإضافة إلى ذلك، يُحدد معيار JPEG XS مستوياتٍ لتمثيل الحد الأدنى للإنتاجية المطلوبة التي يجب أن تدعمها وحدات فك التشفير المتوافقة في نطاق الصورة المُفكَّكة (المعروف أيضًا بالنطاق المكاني). يسرد الجدول التالي المستويات كما حددها معيار JPEG XS. تُعطى القيم القصوى في سياق شبكة أخذ العينات، لذا فهي تشير إلى قيمة لكل بكسل حيث يُمثل كل بكسل قيمةً واحدةً أو أكثر من قيم المكونات. مع ذلك، في سياق بيانات باير، يُفسر معيار JPEG XS داخليًا نمط باير على أنه شبكة متداخلة من أربعة مكونات. هذا يعني أن عدد نقاط شبكة أخذ العينات المطلوبة لتمثيل صورة باير أصغر بأربع مرات من إجمالي عدد نقاط عينة باير. تُفسَّر كل مجموعة من قيم باير 2×2 (أربع قيم) على أنها نقطة واحدة في شبكة أخذ العينات بأربعة مكونات. وبالتالي، يجب قسمة دقة المستشعر على أربعة لحساب العرض والارتفاع وعدد نقاط شبكة أخذ العينات. لهذا السبب، تحمل جميع المستويات أسماءً مزدوجة. يُرجى الرجوع إلى المعيار للاطلاع على المواصفات الكاملة لكل مستوى.

مستوىأقصى عرضأقصى ارتفاعأقصى عدد من البكسلات (Lmax)أقصى معدل بكسل (Rs,max)أجزاء بليف [ أ ]
غير مقيد6553565535--0000 00xx xxxx xxxx
1k-1، باير 2k-1128051202621440835584000000 01xx xxxx xxxx
2k-1، باير 4k-12048819241943041336934400001 00xx xxxx xxxx
4k-1، باير8k-140961638489128962673868800010 00xx xxxx xxxx
4k-2، باير8k-2409616384167772165347737600010 01xx xxxx xxxx
4k-3، باير8k-34096163841677721610695475200010 10xx xxxx xxxx
5k-1، Bayer10k-1 [ b ]5120163841677721610695475200010 11xx xxxx xxxx
8k-1، باير 16k-18192327683565158410695475200011 00xx xxxx xxxx
8k-2، باير 16k-28192327686710886421390950400011 01xx xxxx xxxx
8k-3، باير 16k-38192327686710886442781900800011 10xx xxxx xxxx
10k-1، باير 20k-1102404096010485760033423360000100 00xx xxxx xxxx

على غرار مفهوم المستويات، يُعرّف معيار JPEG XS مستويات فرعية لتمثيل الحد الأدنى لمعدل النقل المطلوب الذي يجب أن تدعمه أجهزة فك التشفير المتوافقة في مجال الصورة المشفرة. يُعرّف كل مستوى فرعي بقيمة اسمية لعدد البتات لكل بكسل (Nbpp) تُشير إلى الحد الأقصى لعدد البتات لكل بكسل لصورة مشفرة بأقصى عدد مسموح به من نقاط شبكة أخذ العينات وفقًا لمستوى التوافق المُختار. وبالتالي، يجب أن تتوافق أجهزة فك التشفير المتوافقة مع مستوى ومستوى فرعي مُحددين مع القيود التالية المُستمدة من Nbpp:

  • الحد الأقصى لحجم تدفق التعليمات البرمجية بالبايت (من SOC إلى EOC، بما في ذلك جميع العلامات) هوSsل،مأx=⌊لمأx×شمالبصص8⌋{\displaystyle S_{sl,max}={\bigg \lfloor }{\frac {L_{max}\times N_{bpp}}{8}}{\bigg \rfloor }}.
  • الحد الأقصى المسموح به لمعدل نقل البيانات المشفرة بالبتات في الثانية هوRت،مأx=Rs،مأx×شمالبصص{\displaystyle R_{t,max}=R_{s,max}\times N_{bpp}}.

يُبيّن الجدول التالي المستويات الفرعية الحالية وقيمها الاسمية (bpp). يُرجى الرجوع إلى المعيار للاطلاع على المواصفات الكاملة لكل مستوى.

المستوى الفرعيالقيمة الاسمية لكل نقطة (Nbpp)أجزاء بليف [ ج ]
غير مقيد-xxxx xxxx 0xx0 0000
ممتلىءصورة أصلية bppxxxx xxxx 1xx0 0000
Sublev12bpp12xxxx xxxx 0xx1 0000
Sublev9bpp9xxxx xxxx 0xx0 1100
Sublev6bpp6xxxx xxxx 0xx0 1000
Sublev4bpp4xxxx xxxx 0xx0 0110
Sublev3bpp3xxxx xxxx 0xx0 0100
Sublev2bpp2xxxx xxxx 0xx0 0011

يؤدي استخدام ملف تعريف TDC إلى إنشاء دفق بيانات مُفعّل بتقنية TDC، مما يتطلب دعم مخزن الإطارات في كلٍ من المُشفّر والمُفكّك. في هذا السياق، يستخدم معيار JPEG XS مفهوم مستويات عرض نطاق مخزن الإطارات (FBB) لتمثيل الحد الأدنى للإنتاجية المطلوبة التي يجب أن تدعمها أجهزة فك التشفير المتوافقة للوصول إلى مخزن الإطارات. من منظور دفق البيانات، يُحدد مستوى FBB الحد الأدنى لعرض نطاق القراءة والكتابة المطلوب لمخزن الإطارات. يُحدد هذا العرض بقيمة اسمية للبت لكل بكسل (Bf) مرتبطة بمستوى FBB صالح، وتُستخدم كمعامل إدخال لنموذج FBB الخاص بمعيار JPEG XS. يُرجى الرجوع إلى المعيار لمزيد من التفاصيل.

يسرد الجدول التالي مستويات FBB الحالية وقيم Bf الخاصة بها.

مستوى FBBمعدل نقل البيانات (bpp) (Bf)أجزاء بليف [ د ]
غير مقيد-xxxx xx00 x00x xxxx
FbblevFullغير مقيدxxxx xx11 x11x xxxx
Fbblev12bpp12xxxx xx11 x00x xxxx
Fbblev8bpp [ b ]8xxxx xx01 x10x xxxx
Fbblev4.5bpp4.5xxxx xx01 x00x xxxx
Fbblev3bpp3xxxx xx00 x11x xxxx

براءات الاختراع ومؤسسة راند

يحتوي معيار JPEG XS على تقنية حاصلة على براءة اختراع، وهي متاحة للترخيص عبر ترخيص محفظة براءات اختراع JPEG XS (JPEG XS PPL). تغطي هذه المجموعة من التراخيص براءات الاختراع الأساسية المملوكة للمرخصين لتطبيق معيار ترميز الفيديو ISO/IEC 21122 JPEG XS، وهي متاحة بشروط RAND . [ 24 ]

ملحوظات

  1. ↑ يشير الرمز "x" إما إلى 0 أو 1، ويستخدم للإشارة إلى المستوى الفرعي ومستوى FBB.
  2. 1 2 مُعرّف في ISO/IEC 21122-2:2024/Amd1:2026
  3. ↑ يشير الرمز "x" إما إلى 0 أو 1، ويستخدم للإشارة إلى مستوى ومستوى FBB.
  4. ↑ يشير الرمز "x" إما إلى 0 أو 1، ويستخدم للإشارة إلى المستوى والمستوى الفرعي.

مراجع

  1. ↑ "صيغة الفيديو JXSV" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27-09-2021.
  2. 1 2 "نظرة عامة على JPEG XS" . jpeg.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31-07-2019 .
  3. ↑ T. Richter, J. Keinert, S. Foessel, A. Descampe, G. Rouvroy and J. -B. Lorent, “JPEG-XS -- A High-Quality Mezzanine Image Codec for Video Over IP,” in SMPTE Motion Imaging Journal, vol. 127, no. 9, pp. 39-49, Oct. 2018, doi: 10.5594/JMI.2018.2862098 link .
  4. ↑ بيسينا، لور-آن (4 سبتمبر 2018)، صيغة JPEG جديدة للواقع الافتراضي والطائرات بدون طيار والسيارات ذاتية القيادة ، مؤرشفة من الأصل بتاريخ 5 يونيو 2023 – عبر actu.epfl.ch
  5. ^ كينرت، يواكيم. لوران، جان بابتيست؛ ديسكامب، أنطونين؛ روفروي، جايل؛ فوسيل، سيغفريد. "مقدمة إلى JPEG XS" . اي بي سي . مؤرشفة من الأصلي بتاريخ 2023-04-02.
  6. ↑ "ورقة بيضاء حول JPEG: JPEG XS، معيار جديد لنظام ترميز الصور خفيف الوزن منخفض زمن الوصول بدون فقدان مرئي" (PDF) .
  7. ^ ريختر، توماس. كينرت، يواكيم. ديسكامب، أنطونين؛ روفروي، جايل؛ وليم ، الكسندر (ديسمبر 2017). “ترميز قوي متعدد الأجيال باستخدام JPEG XS”. ندوة IEEE الدولية لعام 2017 حول الوسائط المتعددة (ISM) . الصفحات من 6 إلى 13. دوى : 10.1109/ISM.2017.12 . رقم ISBN  978-1-5386-2937-6. S2CID 32986247 . 
  8. ↑ T. Richter, S. Fößel, A. Descampe and G. Rouvroy, "Bayer CFA Pattern Compression With JPEG XS," in IEEE Transactions on Image Processing, vol. 30, pp. 6557-6569, 2021, doi: 10.1109/TIP.2021.3095421 link .
  9. 1 2 المنظمة الدولية للتوحيد القياسي. "ISO/IEC 21122-2:2024" . ISO .
  10. ↑ "ISO/IEC JTC 1/SC29/WG1 N100633، REQ "حالات الاستخدام والمتطلبات لـ JPEG XS الإصدار 3.2"( PDF) .
  11. ↑ ريختر، توماس؛ فوسيل، سيغفريد؛ ديشامب، أنتونين؛ روفروي، غايل (2021). "ضغط نمط مصفوفة مرشح الألوان باير باستخدام JPEG XS" . معاملات IEEE في معالجة الصور . 30 : 6557-6569 . Bibcode : 2021ITIP...30.6557R . doi : 10.1109/TIP.2021.3095421 . hdl : 2078.1/249445 . ISSN 1941-0042 . PMID 34270422. S2CID 236001190 .   
  12. ↑ تنسيق حمولة RTP لمعيار ISO/IEC 21122 (JPEG XS) . IETF . RFC 9134 . 
  13. ↑ TR-08: نقل فيديو JPEG XS في ST 2110-22
  14. ↑ "ISO/IEC 13818-1:2023" .
  15. ↑ TR-07: نقل فيديو JPEG XS بتنسيق MPEG-2 TS عبر بروتوكول الإنترنت
  16. ↑ AMWA BCP-006-01: NMOS مع JPEG XS
  17. ↑ TR-10-8:2023- تجربة وسائط بروتوكول الإنترنت (IPMX): متطلبات NMOS - مسودة
  18. ↑ TR-10-11:2023- تجربة وسائط بروتوكول الإنترنت (IPMX): فيديو مضغوط بمعدل بت ثابت - مسودة
  19. ↑ A. Descampe et al., "JPEG XS--A New Standard for Visually Lossless Low-Latency Lightweight Image Coding,” in Proceedings of the IEEE, doi: 10.1109/JPROC.2021.3080916 PDF .
  20. ↑ «معهد فراونهوفر للدوائر المتكاملة يحصل على جائزة إيمي® لبرنامج ترميز الفيديو عالي الجودة ومنخفض زمن الاستجابة JPEG XS» . معهد فراونهوفر للدوائر المتكاملة IIS . تاريخ الاطلاع: ٢٥ أبريل ٢٠٢٦ .
  21. ↑ المنظمة الدولية للتوحيد القياسي. "ISO/IEC 21122-1:2024" . ISO .
  22. 1 2 ديسكامب، أنطونين؛ ريختر، توماس. ابراهيمي، توراج؛ فوسيل، سيغفريد؛ كينرت، يواكيم. برويلانتس، تيم؛ بيليجرين، باسكال؛ بويسشيرت، تشارلز؛ روفروي, جايل (سبتمبر 2021). “JPEG XS — معيار جديد لترميز الصور الخفيف الوزن منخفض الكمون بدون فقدان البصر”. وقائع IEEE . 109 (9): 1559-1577 . دوى : 10.1109/JPROC.2021.3080916 . اتش دي ال : 2078.1/248275 . ردمك 1558-2256 . S2CID 236727596 .  
  23. ^ "محلل تدفق التعليمات البرمجية" . 16 يونيو 2022 – عبر جيثب.
  24. ↑ "مجموعة براءات اختراع JPEG XS" . مجموعة براءات اختراع JPEG XS .