2022年已到,图片格式战争的局势已经逐渐明朗。JPEG、WebP以及新的图片格式HEIF都为强有力的参赛选手。虽然其主导方各异,但是特性目标基本一致。
JPEG图片
所谓的JPEG格式的图片,其实是一种图像压缩的技术标准,使用这种标准压缩出来的图片,就叫做“JPEG文件”。其后缀名包括JPG、JPEG、JFIF及JIF。
其压缩原理为,图片放大后有一个一个像素点,每个像素点对应的数值为色彩空间。JPEG采用的是YCbCr的色彩空间。压缩之前需要先进行色彩空间转换,转换后每一个像素变成了另一种数值。之后利用离散余弦变换(DCT)的数学处理进行一步有损压缩。再将有损压缩后的数据进行编码来完成最后一步无损压缩。
深维科技在2019年推出了基于FPGA+CPU异构计算的解决方案JPEG2JPEG图像转码方案。通过高性能FPGA分担CPU处理任务,其所带来的优势是20倍吞吐性能提升,20倍延迟的降低,5倍实际成本的节省以及10倍的能效比提升。
JPEG2JPEG缩略图方案是将用户上传的图片进行高质量的缩放,即可满足绝大多数应用场合需求,例如,微信接收的一般都是缩小后的图片。缩略图是一项大量的、高并发的需求,针对4K图像输入,输出缩放至1024x768、640x480的场景。目前,JPEG2JPEG缩略图方案可以实现吞吐量550张、延迟约58ms的高性能效果。
WebP 图片
WebP是google开发的一种旨在加快图片加载速度的图片格式。图片压缩体积大约只有JPEG的2/3,并能节省大量的服务器带宽资源和数据空间。是现代图像格式,提供了优越的无损和有损压缩的图片在网络上。使用WebP的网站管理员和web开发人员可以创建更小、更丰富的图像,使网页更快。
WebP的需求主要来自于对带宽成本的节省。WebP相较于JPEG,在同等图像质量情况下,压缩率可以提升25%~34%,相应的对带宽成本的节省更加明显,并且因为传输数据量的减少,延迟也会随之降低,进而带来用户体验的提升。但与此同时,WebP也存在一项问题,其计算复杂度是JPEG的10倍,具体表现是编码和解码的时间变慢很多。对服务器的性能要求也更高,进而造成部署成本的提升。
而深维佳图正是针对这个问题给出了超高性能加速方案JPEG2WebP。通过FPGA加速带来10倍左右的性能提升,进而降低WebP的复杂度及服务器成本。
HEIF图片
HEIF是MPEG(动态影像专家组)于2015年发布,基于HEVC(H.265)视频编解码器。HEIF的特点是支持非破坏新编辑和动画、音频(苹果的LivePhoto)。HEIF目前在苹果设备上被广泛使用,iPhone相机保存的照片已经是HEIF了。小米10发布前,雷军曾表示,等HEIF普及后,估计JPEG和GIF就可以淘汰了。HEIF格式照片的文件扩展名一般是.HEIC。
HEIF是图片的封装格式,它主要采用的是一种叫HEVC的编码方式。比如一张图片信息,它经过HEVC的编码方式进行编码,然后将编码后的信息用一个盒子装起来,这个盒子就叫HEIF。其是把盒子和编码方式分开了,而JPEG没有。
在HEVC编码方式中,像素块划分更灵活。根据实际情况来划分的编码单元,可以很大程度提高编码效率。特别是针对4K等高分辨率、像素量大的照片更有优势。
深维科技推出静态图片终极解法深维佳图 HEIF图像处理方案,相比于CPU处理,在保持图像质量不变的情况下,该方案的处理性能提升50倍以上并显著降低计算成本。HEIF是一种新型图像格式,比已广泛使用的JPEG,可将图像大小压缩50%并保持图像质量不变,图像处理流量降低50%以上。该方案将在“大图时代”帮助AI用户提升图像处理效率,大大降低流量成本和业务运营成本。
新型图片压缩格式快速演进,处理性能成为瓶颈。图片处理的核心挑战为时延与成本。“深维佳图 超高性能图像处理方案”是深维科技的图像处理旗舰产品,能一站式解决时延、带宽、存储、计算的问题。能够在保持图像质量不变的同时,帮助智算数据中心用户将图像处理性能提高10倍,延迟降低10倍,TCO降低了5倍,从而实现大幅降低成本、提升服务质量的目标。
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北京深维科技有限公司(简称深维科技)成立于2016年,由中国资深FPGA开发人员组成。核心团队在视频图像处理,异构系统架构设计,先进工艺IP开发方面拥有丰富的经验。致力于成长为领先的异构加速解决方案与IP供应商。