เทคโนโลยีก้าวหน้าล้วนๆ ทุกปีแข็งแกร่ง เร็วขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทุกการก้าวหน้าใหม่ จะมีคำถามว่า "ต่อไปจะเป็นอะไร?"
เมื่อเร็วๆ นี้ Joint Photographic Experts Group (JPEG) เปิดเผยอนาคตของการบีบอัดภาพ JPEG XS แต่คืออะไร? เป็นตัวแทนของ JPEG หรืออย่างอื่น? มาดูรายละเอียดเทคโนโลยีนี้
JPEG XS เป็นรูปแบบพลังงานต่ำ (low energy) ใช้สตรีมวิดีโอสดและ VR ผ่าน WiFi และเครือข่าย 5G ช่วยให้ได้เนื้อหา HD บนจอขนาดใหญ่เร็วขึ้น ถูกมองว่าเป็นอนาคตของรูปแบบไฟล์ หมายถึง การสตรีม VR แบบ stereoscopic วิดีโอจากโดรน และรถยนต์ขับขี่เอง การมาตรฐาน化ของ codec ใหม่นี้ ทำโดย JPEG Committee (ISO/IEC SC29 WG1)
อย่าสับสน: JPEG XS ใช้สำหรับสตรีมวิดีโอ ส่วน JPEG ใช้สำหรับดาวน์โหลด
จุดมุ่งหมายคือ สตรีมไฟล์แทนการจัดเก็บบนสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อประหยัดพื้นที่ที่มีค่า
JPEG XS คืออะไร?
JPEG XS (ISO/IEC 21122) กำหนดเป็นอัลกอริทึมบีบอัดที่มี latency ต่ำมาก และความซับซ้อนต่ำ สามารถนำไปใช้บนแพลตฟอร์มหลายอย่าง: FPGAs, ASICs, CPUs, GPUs และเก่งใน multi-generation robustness (ความทนทานหลายรุ่น)
หัวหน้า JPEG ทูราดจ์ เอบราฮิมิ (Touradj Ebrahimi) กล่าวว่า "เราบีบอัดน้อยลง เพื่อรักษาคุณภาพดีขึ้น และทำให้กระบวนการเร็วขึ้น พร้อมใช้พลังงานน้อยลง"
เปรียบเทียบกับ JPEG: JPEG XS บีบอัดด้วยตัวคูณ 6 เท่า JPEG บีบอัด 10 เท่า จะปรับให้เหมาะกับคุณภาพ "visually lossless" (สูญเสียคุณภาพไม่ได้โดยสายตา) ตามมาตรฐาน ISO/IEC 29170-2 สำหรับภาพธรรมชาติและภาพสังเคราะห์
คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ JPEG XS ใช้ได้กับแอปพลิเคชันที่ทำงานกับข้อมูลภาพไม่บีบอัด (uncompressed) รวมถึง 3G/6G/12G-SDI, IP transport (SMPTE 2022-5/6 & SMPTE 2110), จัดเก็บวิดีโอเรียลไทม์, memory buffers, ระบบจับภาพวิดีโอทุกทิศทาง, หน้าจอสวมหัว (head-mounted displays) สำหรับ VR/AR และการบีบอัดเซ็นเซอร์สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ ทำให้ JPEG XS ให้ความละเอียดและเฟรมเรทสูงขึ้น พร้อมคุณภาพ visually lossless
JPEG XS จะใช้บีบอัดวิดีโอ lossless, เนื้อหา VR, และเกมผ่านเครือข่ายไร้สาย คาดว่าทำงานบนระบบปัจจุบันด้วยอัปเดตซอฟต์แวร์เพียงอย่างเดียว อุปกรณ์ขนาดเล็กจะต้องการฮาร์ดแวร์ "รุ่นต่อไป"
ต่างจากมาตรฐานวิดีโออื่นๆ JPEG XS ไม่พยายามบีบอัดสูงสุดด้วยพลังประมวลผลหรือเวลาเพิ่มเติม แต่สมมติว่าอุปกรณ์จะใช้บนเครือข่าย 5G หรือ Wi-Fi ความถี่สูง และมุ่งเน้น ultra-low latency และ energy efficiency ที่เหนือกว่า
JPEG XS ทำงานอย่างไร?
JPEG XS เป็น open source มีรูปแบบ HDR coding ทั่วไป เหมาะสำหรับ transcoding วิดีโอระดับมืออาชีพ คาดว่าจะใช้ในตัดต่อหนัง, ดาวเทียมถ่ายภาพ, และกล้องมืออาชีพ
คุณสมบัติหลักของ JPEG XS Codec
- Visually lossless สำหรับอัตราบีบอัดถึง 6:1 ทั้งภาพธรรมชาติและหน้าจอ สำหรับอย่างน้อย 7 รอบ encoding/decoding
- Low complexity บน CPU, GPU, FPGA, ASIC หลีกเลี่ยง serial bottleneck ในการ encode/decode
- Latency ของหนึ่งรอบ encode/decode ไม่เกิน 32 lines
- FPGA implementation อาจไม่ต้องการ external memory และไม่ควรครอบครองมากกว่า 50% ของ Artix7 XC7A200T หรือ 25% ของ Cyclon5 5CEA9 เมื่อใช้กับวิดีโอ 4k60fps 4:4:4 (8-bit colour precision)
- i7 processor ควรรัน optimized software implementation แบบเรียลไทม์สำหรับ 4k 4:4:4 8-bit 60p ได้
ประโยชน์ของรูปแบบ JPEG XS
JPEG สร้างขึ้น 25 ปีก่อน แต่ JPEG XS ถูกมองว่าเป็นอนาคต มีประโยชน์ดังนี้:
- เพิ่มประสิทธิภาพสำหรับ broadband และ 5G ประหยัดพื้นที่ดิสก์ที่มีค่า
- ไม่ต้องเสียคุณภาพภาพหลังบีบอัด
- ยากที่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างวิดีโอต้นฉบับและบีบอัด
- ใช้ในแอปพลิเคชันมืออาชีพ: ตัดต่อหนัง, ดาวเทียมถ่ายภาพ, กล้องมืออาชีพ
- อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคจะใช้ในอนาคต
แน่นอน รูปแบบภาพใหม่นี้จะนำการปฏิวัติมาสู่อุตสาหกรรมวิดีโอ และทุกคนจะเริ่มใช้งาน จากเวลาไปเวลา เทคโนโลยีเก่าถูกแทนที่ และผู้คนปรับตัวเข้ากับการค้นพบใหม่ JPEG XS กรณีเดียวกัน จะใช้กับอุปกรณ์ผู้บริโภค: โดรน, AR, VR, รถขับขี่เอง และอะไรก็ตามที่คิดไหว ด้วยคุณภาพภาพไม่ถูกเสียหาย จะกลายเป็นที่ชื่นชอบของทุกคน
พื้นที่ดิสก์เริ่มแพงและยากต่อการจัดการ รูปแบบที่ช่วยประหยัดพื้นที่ และทำให้ broadband, 5G มีประสิทธิภาพ จะเป็นตัวเลือกแรก เราไม่สามารถมองข้ามความสำเร็จของ JPEG ได้ และคาดหวังอย่างเดียวกันจากรูปแบบใหม่ นักพัฒนาคาดหวังสูง และคนตัดต่อวิดีโอก็รอคอยใช้งาน
