JPEG XS: Estándar con visión de futuro para la producción profesional de video All-IP

La calidad de imagen de los videos ha aumentado constantemente en las últimas décadas. Pero la mayor calidad también significa mayores volúmenes de datos que se transferirán. Hay varias razones para esto, incluidos los cambios en las expectativas y hábitos del espectador a medida que los dispositivos de reproducción continúan mejorando. Esto ejerce una creciente presión sobre los costos y el tiempo en la producción de contenido profesional de televisión y película, incluso a medida que aumenta el número de canales y plataformas de medios. Incluso los auriculares VR o las aplicaciones industriales desde la visión artificial hasta la conducción autónoma tienen requisitos en tiempo real que los códecs de video convencionales con frecuencia no pueden cumplir.

Para resolver este desafío de manera eficiente, no solo en términos del hardware disponible, sino también con un ojo a la energía y los recursos, y sobre todo, en lo más posible en tiempo real, un equipo de investigadores encabezados por Siegfried Fössel, Joachim Keinert y Thomas Richter de Fraunhofer IIS desarrolló JPEG XS como un nuevo estándar de ISO.

Desarrollo de JPEG XS como un nuevo estándar ISO

Los videos profesionales de calidad superior solían transferirse sin compresión a través de interfaces especiales como la interfaz digital en serie (SDI), coaxpress o señalización diferencial de bajo voltaje (LVD), que requiere una conexión punto a punto con cables de pares coaxiales o retorcidos. Los estrictos requisitos de calidad hicieron imposible comprimir los datos sin comprometer altas tasas de datos. Se evitaron protocolos de transmisión complejos. Esto dio como resultado puntos de transferencia con poderosos convertidores a las computadoras Ethernet, lo que ralentizó los flujos de trabajo.

«Traditional MPEG codecs aren’t suitable for this application, since they are geared toward high compression rates and acceptable quality. By contrast, JPEG XS was designed as a professional compression codec—known in the field as a mezzanine codec—to allow the transfer of high-quality videos up to 8k in production quality via Internet Protocol, or IP,» explains Keinert, who manages the Computational Imaging group at Fraunhofer IIS.

JPEG XS acelera enormemente la codificación y decodificación de imágenes. En la producción de cine y televisión, JPEG XS permite la transferencia y procesamiento rápidos eficientes y, sobre todo, del contenido de la imagen, lo que aborda el costo de montaje y la presión del tiempo involucrada en la producción de medios.

«La baja latencia y la alta paralelización hacen de JPEG XS una herramienta ideal para el procesamiento de varias etapas de señales de video en tiempo real. El códec está optimizado para la compresión visualmente sin pérdidas. Soporta la profundidad de color de 12 a 16 bits por componente de color, lo que significa que incluso se pueden transferir señales de video con un alto rango dinámico», dice Richter, científico principal de Fraunhofer IIS.

Con una extensa cartera de software y patentes, Fraunhofer IIS ha establecido un estándar reconocido internacionalmente. «El nuevo estándar se desarrolló como un códec visualmente sin pérdidas que considera específicamente las condiciones de transferencia de video de alta calidad. Gracias a sus algoritmos cuidadosamente diseñados, JPEG XS puede integrarse en los sistemas informáticos existentes y puede transferir imágenes de alta resolución a través de una interfaz Ethernet de bajo costo sin ningún LAG visible.

«Esta tecnología de red está muy extendida, facilitando la integración perfecta en la infraestructura existente», señala Siegfried Fössel, jefe del departamento de tecnologías de imágenes en movimiento en Fraunhofer IIS.

Varias aplicaciones

Además de su posición única como tecnología para la transmisión de imágenes de calidad superior, JPEG XS también ofrece grandes ventajas económicas para la tecnología de estudio y otros campos, como la visión artificial y las aplicaciones automotrices. En el campo de la conducción autónoma específicamente, JPEG XS muestra ventajas significativas en que la velocidad de datos para la red de la cámara se reduce sin afectar negativamente el rendimiento analítico. El desarrollo y la estandarización de JPEG XS por Fraunhofer IIS, junto con las extensas patentes, formarán una base estable para el desarrollo posterior y la aplicación comercial del códec.

Todo esto hace de JPEG XS una tecnología prospectiva que, gracias a su capacidad de transmisión en tiempo real y alta calidad a altas tasas de datos, tiene el potencial de expandir considerablemente el mercado de transmisión y aplicaciones de video profesionales en la industria automotriz, VR/AR y visión de máquina.