Quá nhiều năm, công nghệ đã phát triển nhảy vọt. Mỗi năm nó mạnh hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn. Với mỗi tiến bộ mới luôn có câu hỏi: "Tiếp theo là gì?".
Gần đây, Nhóm chuyên gia hình ảnh liên hợp (JPEG) đã tiết lộ tương lai của nén hình ảnh JPEG XS. Nhưng nó là gì? Là thay thế cho JPEG hay thứ khác? Đây là cái nhìn gần hơn về những gì công nghệ mang lại cho chúng ta về mặt phát minh.
JPEG XS là định dạng tiêu thụ năng lượng thấp sẽ được dùng để truyền trực tiếp video trực tiếp và VR qua WiFi và mạng 5G. Nó giúp có nội dung HD nhanh hơn trên màn hình lớn và được coi là tương lai của các định dạng. Nghĩa là streaming VR song nhị (stereoscopic) nhanh hơn, thêm streaming video bởi drone và xe tự lái. Tiêu chuẩn hóa codec mới này do Ủy ban JPEG (chính thức là ISO/IEC SC29 WG1) thực hiện.
Đừng nhầm lẫn, JPEG XS dành cho streaming video trong khi JPEG dành cho tải xuống.
Mục đích đằng sau định dạng mới này là truyền file thay vì lưu trữ chúng trên smartphone và thiết bị khác, từ đó tiết kiệm không gian quý giá.
Đây chỉ là cái nhìn tổng quan về JPEG XS; bây giờ hãy hiểu chi tiết.
JPEG XS là gì?
JPEG XS (ISO/IEC 21122) tiêu chuẩn định nghĩa nó là thuật toán nén với độ trễ rất thấp và độ phức tạp thấp. Nó có thể triển khai trên nhiều nền tảng như FPGA, ASIC, CPU và GPU và xuất sắc với độ bền đa thế hệ cao.
Trong tuyên bố, lãnh đạo JPEG Touradj Ebrahimi nói: "Chúng tôi nén ít hơn để bảo toàn chất lượng tốt hơn, và chúng tôi làm cho quy trình nhanh hơn trong khi dùng ít năng lượng hơn."
So với định dạng file ảnh JPEG, JPEG XS sẽ được nén theo hệ số 6 thay vì hệ số 10 trong JPEG. Nó sẽ được tối ưu cho chất lượng "visually lossless" (mất mát không nhận thấy bằng mắt thường) của hình ảnh theo định nghĩa ISO/IEC 29170-2 cho cả hình ảnh tự nhiên và tổng hợp.
Tất cả các thuộc tính này khiến JPEG XS áp dụng cho các ứng dụng làm việc với dữ liệu hình ảnh không nén. Bao gồm 3G/6G/12G-SDI, truyền IP (SMPTE 2022-5/6 & SMPTE 2110), lưu trữ video thời gian thực, bộ đệm bộ nhớ, hệ thống quay video toàn hướng, màn hình đeo đầu cho Thực tế ảo hoặc Tăng cường và nén cảm biến cho ngành Ô tô. Tất cả điều này cho phép JPEG XS cung cấp độ phân giải và khung hình nâng cao, trong khi cung cấp chất lượng visually lossless.
JPEG XS sẽ được dùng để nén video lossless, nội dung VR và game qua mạng không dây. Nó được cho là hoạt động trên hệ thống hiện tại chỉ với cập nhật phần mềm, trong khi thiết bị nhỏ hơn sẽ cần phần cứng "thế hệ tiếp theo".
Khác với các tiêu chuẩn video khác, JPEG XS không cố gắng nén tối đa bằng cách dùng thêm sức mạnh xử lý hoặc thời gian. Thay vào đó, nó giả định thiết bị sẽ dùng trên mạng 5G di động băng thông cao hoặc Wi-Fi và tập trung vào độ trễ siêu thấp và hiệu suất năng lượng vượt trội.
JPEG XS sẽ hoạt động như thế nào?
JPEG XS là mã nguồn mở và có định dạng mã hóa HDR phổ dụng phù hợp cho chuyển mã video chuyên nghiệp. Nó được cho là dùng trong chỉnh sửa phim, hình ảnh không gian và camera chuyên nghiệp.
Các thuộc tính chính của Codec JPEG XS
- Visually lossless cho tỷ lệ nén lên đến 6:1 cho cả nội dung tự nhiên và màn hình và ít nhất 7 chu kỳ mã hóa/giải mã.
- Triển khai độ phức tạp thấp trên CPU, GPU, FPGA và ASIC tránh mọi nghẽn lồng chai (serial bottleneck) trong quá trình mã hóa và giải mã.
- Độ trễ của một chu kỳ mã hóa và giải mã không vượt quá 32 dòng.
- Triển khai FPGA có thể không cần bộ nhớ ngoài và không nên chiếm quá 50% Artix7 XC7A200T hoặc 25% Cyclon5 5CEA9 khi áp dụng cho video 4k60fps 4:4:4 (độ chính xác màu 8-bit).
- Bộ xử lý i7 nên có thể chạy triển khai phần mềm tối ưu theo thời gian thực cho nội dung 4k 4:4:4 8-bit 60p.
Lợi ích của định dạng JPEG XS
JPEG được tạo ra 25 năm trước nhưng định dạng mới JPEG XS được cho là tương lai và có các lợi ích sau:
- Nó sẽ tăng hiệu quả cho băng thông rộng và mạng 5G, và tiết kiệm không gian đĩa quý giá.
- Không cần hy sinh chất lượng hình ảnh sau khi nén.
- Sẽ không dễ nhận ra sự khác biệt giữa video gốc và video đã nén.
- JPEG XS sẽ được dùng trong ứng dụng chuyên nghiệp như chỉnh sửa phim, hình ảnh không gian và camera chuyên nghiệp.
- Điện tử tiêu dùng cũng sẽ dùng nó trong tương lai.
Chắc chắn, định dạng hình ảnh mới sẽ mang来 cuộc cách mạng vào ngành video và tất cả sẽ bắt đầu dùng nó. Theo thời gian khi công nghệ cũ bị thay thế và cá nhân thích nghi với khám phá mới, JPEG XS cũng sẽ như vậy. Nó sẽ dùng với điện tử tiêu dùng như drone, AR, VR, xe tự lái và mọi thứ bạn nghĩ tới. Vì chất lượng hình ảnh không bị hy sinh, nó chắc chắn sẽ trở thành yêu thích của tất cả.
Với không gian đĩa trở nên đắt đỏ và khó quản lý, định dạng giúp tiết kiệm không gian và làm cho băng thông rộng, 5G hiệu quả sẽ là lựa chọn đầu tiên. Chúng ta không thể bỏ qua cách JPEG đã tạo dấu ấn, điều tương tự có thể mong đợi từ định dạng mới. Nhà phát triển có kỳ vọng cao với định dạng hình ảnh này và ngay cả người chỉnh sửa video cũng mong chờ sử dụng nó.