O que é JPEG XS?

JPEG XS, padronizado como ISO/IEC 21122, é um codec de imagem e vídeo de baixa complexidade e baixa latência. Ele oferece operação visualmente sem perdas e matematicamente sem perdas com taxas de compressão moderadas.

JPEG XS foi desenvolvido para enlaces que antes transportavam vídeo sem compressão, nos quais as imagens precisam ser comprimidas e reconstruídas com pouquíssimo armazenamento em buffer e hardware simples. Uma transformada wavelet divide cada componente em bandas, os coeficientes são agrupados em regiões de codificação que cobrem, cada uma, uma região da imagem, e as regiões de codificação são combinadas em fatias que abrangem toda a largura da imagem. Essa estrutura permite limitar a latência adicionada pela codificação e decodificação a uma fração de um quadro, normalmente algumas linhas, e o controle preciso da taxa permite que um fluxo caiba em um enlace de capacidade fixa. O custo é uma taxa de compressão modesta: as taxas típicas visualmente sem perdas são de 2:1 a 10:1 no RFC 9134 e de 2:1 a 18:1 na terceira edição da norma, publicada em 2024, portanto um fluxo normalmente ainda precisa de aproximadamente um dezoito avos a metade da taxa de bits sem compressão. Até a segunda edição, cada imagem era codificada de forma independente; a terceira edição adiciona um modo opcional de codificação diferencial temporal no qual uma imagem pode depender da anterior.

A possibilidade de decodificar cada imagem de forma independente depende do perfil. Um fluxo de código que não usa codificação diferencial temporal (TDC) é uma imagem independente, o único tipo permitido pela primeira e pela segunda edição. A terceira edição adiciona perfis TDC nos quais a decodificação pode depender de um buffer de quadros deixado pelo fluxo de código anterior, portanto confirme o perfil antes de presumir que sejam possíveis comutação com precisão de quadro, edição ou recuperação após perda de pacotes.
JPEG XS prioriza a redução do atraso em detrimento da compressão. A latência adicionada pela codificação e decodificação pode ser limitada a uma fração de um quadro, normalmente algumas linhas, enquanto as taxas típicas visualmente sem perdas são modestas: de 2:1 a 10:1 no RFC 9134 e de 2:1 a 18:1, ou mais, dependendo da imagem, na terceira edição, de 2024. Essa latência abrange apenas o codec: a recomendação VSF TR-08 para sistemas ST 2110-22 estabelece uma meta de aproximadamente um décimo de quadro para transmissão de ponta a ponta, ainda excluindo o trânsito pela rede e o armazenamento em buffer para diferenças de percurso, portanto confirme o atraso entre dispositivos com os fornecedores. Trate as taxas como valores típicos, não como limites, e confirme a taxa de bits e a qualidade de imagem que cada dispositivo oferece para seus formatos e conteúdo; o codec foi desenvolvido para percursos que antes transportavam vídeo sem compressão.
A capacidade de decodificar JPEG XS não faz com que dois dispositivos interoperem por IP. O RFC 9134 define dois modos de empacotamento RTP, fluxo de código e fatia, e o remetente declara um deles no parâmetro obrigatório packetmode. Na negociação de oferta/resposta SDP, um receptor que não suporta os parâmetros oferecidos deve rejeitar a sessão. As recomendações de interoperabilidade restringem ainda mais a escolha: a VSF TR-08, para SMPTE ST 2110-22, exige o modo de fluxo de código e lista os perfis, níveis, subníveis e formatos que um dispositivo deve processar para cada configuração com a qual declara compatibilidade. Por isso, verifique se ambos os dispositivos declaram compatibilidade com uma configuração em comum.
Um fluxo de código JPEG XS contém valores de amostras sem interpretação de cores. As cores primárias, as características de transferência, a taxa de quadros e o modo de entrelaçamento são transportados em caixas separadas de suporte a vídeo e de especificação de cores ou na sinalização do transporte, portanto um pipeline deve transportar essas informações junto com o fluxo de código.

A produção profissional e os enlaces de vídeo sobre IP podem usar JPEG XS quando um atraso previsível é mais importante do que a compressão máxima. As duas extremidades devem ser compatíveis com a norma e sustentar sua taxa de bits comparativamente alta.

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