JPEG XS — новый формат сжатия видео для высокоскоростных сетей

Объединённая группа экспертов по фотографии (Joint Photographic Experts Group или JPEG) анонсировала новый формат сжатия видео JPEG XS. Он предназначен для трансляции видео без потерь качества, VR-контента и игр по высокоскоростным сетям. Для работы JPEG XS на современных компьютерах потребуется только программное обновление, а вот в случае с меньшими устройствами потребуется аппаратное обеспечение «следующего поколения».

----------------------<cut>----------------------

В отличие от аналогов, JPEG XS не пытается максимально сжать контент, используя дополнительные вычислительные мощности или время. Формат предполагает, что устройство будет использоваться в высокоскоростных беспроводных и 5G-сетях. Главная цель JPEG XS — добиться низкой задержки и высокой энергоэффективности.

JPEG XS — новый формат сжатия видео для высокоскоростных сетей

«Цель — транслировать файлы, а не хранить их на смартфонах или других устройствах с ограниченным объёмом памяти», — отметила группа. Она надеется, что JPEG XS станет ключевым форматом для трансляции VR-контента, а также видео с дронов и самоуправляемых автомобилей — то есть в тех областях, где большая задержка может нести угрозу жизни человека.
«Впервые за всю историю кодирования изображений мы сжимаем меньше, чтобы сохранить качество, и мы делаем процесс быстрее, используя меньше энергии, — объяснил глава JPEG Турадж Ибрахими (Touradj Ebrahimi). — Идея в том, чтобы использовать меньше ресурсов, и использовать их более обдуманно. Это реальный сдвиг парадигмы». Энергоэффективность JPEG XS привлекла внимание Европейского космического агентства, которое рассматривает возможность использования формата для передачи видео в высоком разрешении с ограниченных по мощности космических зондов.
В отличие от JPEG-фотографий, которые обычно занимают в 10 раз меньше места, чем оригинал, JPEG XS сжимает видео не более чем в шесть раз — но зато без заметного ухудшения качества. По словам Тураджа Эбрахими, разницу не смогут заметить даже эксперты.
У JPEG XS есть и другие преимущества: открытость исходного кода и поддержка универсального формата HDR-кодирования, который может использоваться профессионалами без транскодирования. Например, Общество инженеров кино и телевидения (SMPTE) собирается использовать формат для видеомонтажа.
Сейчас формат ожидает одобрения Международной организации по стандартизации (ISO). Предполагается, что в ближайшее время он будет актуален только в области монтажа и спутниковой съёмки и только для обладателей профессиональных камер. На очереди, говорит Ибрахими, потребительская электроника: «самоуправляемые автомобили, виртуальная и дополненная реальность и беспроводное соединение между мультимедийными устройствами и телевизионными мониторами и проекторами».

Евгений Лазовский, 3dnews.ru

AV1 на практике качественно превосходит x264 и VP9 по уровню сжатия
Следующим за H.264, H.265 (HEVC) и VP9 форматом сжатия видео должен стать AV1, который базируется на наработках Mozilla Daala, Cisco Thor Project, Google VP9 и VP10. Разработкой стандарта занимается ассоциация Alliance for Open Media (AOMedia), в которую входят такие гиганты, как Amazon, Google, Facebook, Microsoft, Netflix, Hulu, а с января — и Apple. AOMedia также присматривается к созданию собственного стандарта для фотографий на замену JPEG, GIF и PNG, который может оформиться во что-то реальное в отдалённой перспективе.
Тем не менее, пока главная и единственная задача ассоциации — продвижение видеокодека AV1 (вначале для онлайн-служб, а впоследствии — и для других задач). В рамках этой деятельности 28 марта AOMedia опубликовала первую полную версию спецификации потокового вещания и декодирования открытого и бесплатного формата AV1. Можно сказать, начало экспансии видеоформата положено: стабильность кодирования находится на хорошем уровне, а дальнейшие усилия по разработке AV1 будут направлены на оптимизацию скорости, чтобы кодек стал более практичным для реального использования.

JPEG XS — новый формат сжатия видео для высокоскоростных сетей

Но как же AV1 показывает себя по сравнению x264 и VP9 в деле? Перспективно, если судить по первым всесторонним тестам Facebook, которая постаралась проверить как формат ведёт себя в самых разных и наиболее приближенных распространённых условиях. В целом, тестирование Facebook показывает, что AV1 превосходит поставленную изначально цель обойти VP9 на 30 % по эффективности сжатия.
Тесты Facebook проводила на 400 самых популярных в крупнейшей социальной сети роликах. В подавляющем большинстве речь идёт о предварительно сжатых клиентом файлах стандартной (SD) и высокой чёткости (HD), снятых, как правило, на смартфон. В реальности удалось достичь при сходном итоговом качестве уровня компрессии на 50,3 %, 46,2 % и 34 % выше по сравнению с x264 main profile, x264 high profile и libvpx-vp9, соответственно.
Но, поскольку эффективность AV1 увеличивается по мере роста разрешения видео, Facebook пришла к выводу, что новый кодек, скорее всего, принесёт ещё больший выигрыш в случае сжатия UHD/4K или 8K-материалов. Действительно, если в режиме CRF (постоянное значение оценки) AV1 на 27,4–36 % обходит VP9 по уровню сжатия для файлов с вертикальным разрешением 360p, то для роликов 1080p превосходство возрастает уже до более весомых 37,9–44,8 %:
JPEG XS — новый формат сжатия видео для высокоскоростных сетей

JPEG XS — новый формат сжатия видео для высокоскоростных сетей

Но, разумеется, достигается такое преимущество небесплатно: новый кодек требует более длительного времени кодирования по сравнению с существующими альтернативами из-за повышенной сложности. Разумеется, пока речь идёт о первой неоптимизированной версии, но всё же вычислительные ресурсы требуются не в разы, а в сотни и даже тысячи раз большие. AV1 по времени кодирования уступает x264 main, x264 high и libvpx-vp9 в среднем соответственно в 5721,5, 5869,9 и 658,5 раз:
JPEG XS — новый формат сжатия видео для высокоскоростных сетей

JPEG XS — новый формат сжатия видео для высокоскоростных сетей

В аналогичных тестах для режима кодирования ABR (усреднённый битрейт) AV1 демонстрирует уровень сжатия против libvpx-vp9 уже 27–29,5 % для 360p и 33,1–35,9% для 1080p:
JPEG XS — новый формат сжатия видео для высокоскоростных сетей

JPEG XS — новый формат сжатия видео для высокоскоростных сетей

При этом сложность сжатия дополнительно возрастает и AV1 по сравнению x264 main, x264 high и libvpx-vp9 требует в среднем в 9226,4, 8139,2 и 667,1 раза больше времени, соответственно:
JPEG XS — новый формат сжатия видео для высокоскоростных сетей

JPEG XS — новый формат сжатия видео для высокоскоростных сетей

Эти результаты в целом обнадёживают специалистов Facebook: степень сжатия при сопоставимом со старыми кодеками качестве превосходит целевую, а производительность ещё будет оптимизироваться. Facebook обещает продолжить продвижение AV1 в своих платформах. Видео в формате AV1 постепенно начнёт появляться в Интернете для популярных роликов в Facebook, как только поддержка AV1 появится в популярных браузерах вроде Chrome и Firefox.

Константин Ходаковский, https://3dnews.ru/968296