Сжатие потока отображения
 | Эта статья может быть слишком технической для понимания большинства читателей . ( январь 2023 г. ) |
| Статус | Действующий |
|---|---|
| Год начался | 2013 |
| Организация | VESA |
| Сопутствующие стандарты | HDMI , ДисплейПорт |
| Домен | Сжатие видео |
| Веб-сайт | vesa |
Сжатие потока дисплея ( DSC ) — это VESA , разработанный алгоритм сжатия видео , предназначенный для обеспечения увеличения разрешения дисплея и частоты кадров по сравнению с существующими физическими интерфейсами, а также для уменьшения и облегчения устройств с более длительным временем автономной работы. [1] Это алгоритм с малой задержкой, основанный на дельта- кодировании PCM и YC G C O -R . цветовом пространстве [1] [2]
Эффект
[ редактировать ]Хотя DSC математически не является без потерь , он соответствует стандарту ISO/IEC 29170 для сжатия « без визуальных потерь », формы сжатия, при которой «пользователь не может отличить сжатое и несжатое изображение». [3] ISO 29170 более конкретно определяет алгоритм как алгоритм без визуальных потерь, «когда всем наблюдателям не удается правильно идентифицировать эталонное изображение более чем в 75% испытаний». [4] : 18 Однако стандарт позволяет игнорировать или исключать из тестирования изображения, которые «демонстрируют особенно сильные артефакты», например, специально созданные тестовые изображения. [4] : 13, 18 Исследование DSC с использованием чередующегося протокола ISO/IEC 29170, в котором несжатое эталонное изображение представлено рядом с быстро чередующейся последовательностью сжатого тестового изображения и несжатого эталонного изображения, [4] : 10 и выполненное с различными типами изображений (такими как люди, природные и искусственные пейзажи, текст и известные сложные изображения) показывает, что в большинстве изображений DSC удовлетворяет стандартному критерию производительности без визуальных потерь, хотя в некоторых испытаниях участники смогли обнаружить наличие сжатия на определенных изображениях. [5] [6]
Алгоритм
[ редактировать ]Сжатие DSC работает с горизонтальной линией пикселей, закодированной с использованием групп из трех последовательных пикселей для собственных форматов 4:4:4 и простых 4:2:2, или шести пикселей (три сжатых контейнера) для собственных форматов 4:2:2 и 4: Форматы 2:0. [7]
- Предварительная обработка:
- Если используется кодировка RGB, она сначала преобразуется в YC G CO обратимую .
- Если используется «простой формат 4:2:2», он преобразуется в формат 4:4:4 путем добавления недостающих образцов цветности посредством интерполяции соседних пикселей.
- Каждый компонент (1 яркость, 2 цветности) кодируется отдельно с использованием трех независимых подпотоков (четыре подпотока в собственном режиме 4:2:2). Шаг прогнозирования выполняется с использованием одного из трех режимов: алгоритм модифицированного медианного адаптивного кодирования (MMAP), аналогичный тому, который используется в JPEG-LS , прогнозирование блоков (необязательно для декодеров из-за высокой вычислительной сложности, согласовываемое при установлении связи DSC) и прогнозирование средней точки. .
- Алгоритм управления битрейтом отслеживает равномерность цвета и заполненность буфера, чтобы настроить битовую глубину квантования для группы пикселей таким образом, чтобы минимизировать артефакты сжатия, оставаясь при этом в пределах битрейта.
- DSC может работать в режиме постоянного или переменного битрейта. Минимально допустимое количество бит на пиксель (BPP) составляет 6 бит/пиксель; [7] : 52 типичное значение BPP, указанное на веб-сайте VESA, составляет 8 бит/пиксель. [8] Переменный битрейт на самом деле является способом временно отключить ссылку на дисплей; [7] : 125 это только добавляет возможность выбора 0 бит/пикселей. [7] : 41
- Повторяющиеся последние пиксели могут быть сохранены в буфере индексированной истории цвета (ICH) с 32 записями, на который может напрямую ссылаться каждая группа в срезе; это улучшает качество сжатия изображений, созданных компьютером. Альтернативно, остатки предсказания вычисляются и кодируются с помощью алгоритма энтропийного кодирования, основанного на кодировании длины с единичной переменной размером дельты (DSU-VLC).
- Закодированные группы пикселей затем объединяются в фрагменты различной высоты и ширины; распространенные комбинации включают ширину изображения 100% или 25% и высоту 8, 32 или 108 строк.
Модифицированная версия DSC, VDC-M , используется в DSI-2 . Это позволяет добиться большего сжатия на уровне 6 бит/пикселей за счет более высокой алгоритмической сложности. [8]
История
[ редактировать ]Версия DSC 1.0 была выпущена 10 марта 2014 года, но вскоре была признана устаревшей в версии DSC 1.1, выпущенной 1 августа 2014 года. Стандарт DSC поддерживает степень сжатия до 3∶1 (уменьшение потока данных до 8 бит на пиксель) с постоянным или переменная скорость передачи данных, цветовой формат RGB или Y’C B C R 4:4:4 , 4:2:2 или 4:2:0 и глубина цвета 6, 8, 10 или 12 бит на цветовой компонент.
DSC версии 1.2 была выпущена 27 января 2016 года и включена в версию 1.4 стандарта DisplayPort; Версия DSC 1.2a была выпущена 18 января 2017 года. Обновление включает в себя собственное кодирование форматов 4:2:2 и 4:2:0 в шестипиксельных контейнерах, 14/16 бит на цвет, а также незначительные изменения в алгоритме кодирования.
4 января 2017 года был анонсирован HDMI 2.1 , который поддерживает разрешение до 10K и использует DSC 1.2 для видео с разрешением выше 8K с субдискретизацией цветности 4:2:0 . [9] [10] [11]
Используя DSC со скоростью передачи HBR3, DisplayPort 1.4 может поддерживать 8K UHD ( 7680 × 4320 ) при 60 Гц или 4K UHD ( 3840 × 2160 ) при 240 Гц с цветом RGB 30 бит/пикселей и HDR. Разрешение 4K с частотой 96 Гц и 30 бит/пикселей RGB/HDR может быть достигнуто без необходимости использования DSC. На дисплеях, которые не поддерживают DSC, максимальные пределы не изменились по сравнению с DisplayPort 1.3 (4K 120 Гц, 5K 60 Гц, 8K 30 Гц). [12]
Версия DisplayPort 1.4a была опубликована в апреле 2018 года. [13] VESA не сделала официального пресс-релиза по этой версии. Он обновил реализацию DSC DisplayPort с DSC 1.2 до 1.2a. [14]
HDMI 2.1, который также может использовать DSC 1.2, также поддерживает разрешение 8K до 120 Гц с HDR.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «VESA завершает разработку требований к стандарту сжатия видеопотока» (пресс-релиз). ВЕСА. 24 января 2013 г. Архивировано из оригинала 21 марта 2018 г. . Проверено 20 марта 2018 г.
- ^ Уоллс, Фредерик; МакИнни, Сэнди (3 марта 2014 г.). «Сжатие потока отображения VESA» (PDF) . ВЕСА.
- ^ Уоллс, Фредерик; Макиннис, Александр Сэнди (июнь 2014 г.). «27.4L: Последние новости: Сжатие потока дисплея VESA: обзор». Сборник технических документов симпозиума SID . 45 (1): 360–363. дои : 10.1002/j.2168-0159.2014.tb00097.x .
- ^ Jump up to: а б с «ISO/IEC 29170-2:2015 — Информационные технологии. Расширенное кодирование и оценка изображений. Часть 2. Процедура оценки для кодирования практически без потерь» (PDF) . iso.org . Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации (ISO) . Август 2015.
- ^ Судхама, Айшвария; Кутоне, Мэтью; Хоу, Юцянь; Гоэл, Джеймс; Дейл, Столицка; Джейкобсон, Натан; Эллисон, Роберт; Уилкокс, Лори (май 2018 г.). «Сжатие изображений с расширенным динамическим диапазоном без визуальных потерь: крупномасштабная оценка» (PDF) . Сборник технических документов симпозиума SID . 49 (1): 1151–1154. дои : 10.1002/sdtp.12106 . Проверено 4 марта 2021 г.
- ^ Мохона, Санджида; О, Доменик; Кио, Оноисе; Робинсон, Ричард; Хоу, Юцянь; Уилкокс, Лори; Эллисон, Роберт (май 2020 г.). «Субъективная оценка качества стереоскопического изображения: влияние сжатия без визуальных потерь» . 2020 Двенадцатая Международная конференция по качеству мультимедийного опыта (QoMEX) . Атлон, Ирландия. стр. 1–6. дои : 10.1109/QoMEX48832.2020.9123129 . ISBN 978-1-7281-5965-2 . S2CID 220073001 . Проверено 4 марта 2021 г.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с д «Стандарт сжатия потока отображения (DSC) VESA, версия 1.2a [VESA-DSC-1.2a.pdf]» (PDF) . 18 января 2017 г.
- ^ Jump up to: а б «Кодеки сжатия дисплея VESA» . VESA — Стандарты интерфейса для индустрии дисплеев .
- ^ «HDMI Forum объявляет о версии 2.1 спецификации HDMI» . HDMI.org. 04.01.2017. Архивировано из оригинала 8 января 2017 г. Проверено 10 января 2017 г.
- ^ «Представляем HDMI 2.1» . HDMI.org. Архивировано из оригинала 6 января 2017 года . Проверено 10 января 2017 г.
- ^ Антон Шилов (05.01.2017). «Анонсирован HDMI 2.1» . Анандтех . Проверено 10 января 2017 г.
- ^ «Следующий порт DisplayPort может управлять мониторами 8K HDR» . СледующееPowerUp . Архивировано из оригинала 27 декабря 2016 года . Проверено 4 марта 2016 г.
- ^ «Часто задаваемые вопросы – DisplayPort» . Архивировано из оригинала 24 декабря 2018 года.
- ^ «Сжатие потока отображения DSC» . Архивировано из оригинала 10 июля 2019 года.