ضغط دفق العرض

الموسوعة الحرة

تقنية ضغط دفق العرض ( DSC ) هي خوارزمية ضغط فيديو فاقدة للبيانات، طورتها VESA ، مصممة لتمكين زيادة دقة العرض ومعدلات الإطارات مقارنةً بالواجهات المادية الحالية، وجعل الأجهزة أصغر حجمًا وأخف وزنًا، مع عمر بطارية أطول. [ 1 ] وهي خوارزمية منخفضة زمن الاستجابة تعتمد على ترميز دلتا PCM ومساحة ألوان YC G C O -R . [ 1 ] [ 2 ]

تأثير

على الرغم من أن تقنية DSC ليست خالية من فقدان البيانات من الناحية الرياضية ، إلا أنها تستوفي معيار ISO/IEC 29170 للضغط " غير الفاقد بصريًا "، وهو نوع من الضغط لا يستطيع فيه المستخدم التمييز بين الصورة المضغوطة وغير المضغوطة. [ 3 ] ويُعرّف معيار ISO 29170 الخوارزمية بأنها غير فاقد بصريًا "عندما يفشل جميع المراقبين في تحديد الصورة المرجعية بشكل صحيح في أكثر من 75% من المحاولات". [ 4 ] : 18 ومع ذلك، يسمح المعيار بتجاهل الصور التي "تُظهر تشوهات قوية بشكل خاص" أو استبعادها من الاختبار، مثل صور الاختبار المُصممة هندسيًا. [ 4 ] : 13، 18 أظهرت الأبحاث التي أجريت على تقنية DSC باستخدام بروتوكول ISO/IEC 29170 المتداخل، حيث تُعرض صورة مرجعية غير مضغوطة جنبًا إلى جنب مع تسلسل متناوب سريعًا من صورة الاختبار المضغوطة والصورة المرجعية غير المضغوطة، [ 4 ] : ​​10، والتي أُجريت على أنواع مختلفة من الصور (مثل صور الأشخاص، والمناظر الطبيعية والمُصنّعة، والنصوص، والصور المعروفة بصعوبتها)، أن تقنية DSC تُلبي معيار الأداء المرئي غير الفاقد في معظم الصور، على الرغم من أن المشاركين تمكنوا في بعض التجارب من اكتشاف وجود ضغط في بعض الصور. [ 5 ] [ 6 ]

الخوارزمية

يعمل ضغط DSC على خط أفقي من البكسلات المشفرة باستخدام مجموعات من ثلاثة بكسلات متتالية للتنسيقات الأصلية 4:4:4 والتنسيقات البسيطة 4:2:2، أو ستة بكسلات (ثلاث حاويات مضغوطة) للتنسيقات الأصلية 4:2:2 و4:2:0. [ 7 ]

  • المعالجة المسبقة:
    • إذا تم استخدام ترميز RGB، فسيتم تحويله أولاً إلى YC G C O القابل للعكس .
    • إذا تم استخدام "simple 4:2:2"، فسيتم تحويله إلى 4:4:4 عن طريق إضافة عينات الكروما المفقودة من خلال استيفاء وحدات البكسل المجاورة.
  • يتم ترميز كل مكون (إضاءة واحدة، لونان) بشكل منفصل باستخدام ثلاثة مسارات فرعية مستقلة (أربعة مسارات فرعية في الوضع الأصلي 4:2:2). تُجرى خطوة التنبؤ باستخدام أحد الأوضاع الثلاثة: خوارزمية الترميز التكيفي الوسيط المعدل (MMAP) المشابهة لتلك المستخدمة في JPEG-LS ، والتنبؤ بالكتل (اختياري لأجهزة فك التشفير نظرًا لتعقيده الحسابي العالي، ويتم التفاوض عليه أثناء مصافحة DSC)، والتنبؤ بنقطة المنتصف.
  • تقوم خوارزمية التحكم في معدل البت بتتبع تسطح اللون وامتلاء المخزن المؤقت لضبط عمق بت التكميم لمجموعة بكسل بطريقة تقلل من تشوهات الضغط مع البقاء ضمن حدود معدل البت.
    • يمكن لتقنية DSC العمل في وضع معدل بت ثابت أو متغير . الحد الأدنى المسموح به لعدد البتات لكل بكسل (BPP) هو 6  بت/بكسل؛ [ 7 ] : 52، بينما يبلغ معدل البتات لكل بكسل النموذجي المذكور على موقع VESA الإلكتروني 8  بت/بكسل. [ 8 ] يُعد معدل البت المتغير في الواقع وسيلة لتعطيل رابط العرض مؤقتًا؛ [ 7 ] : 125، فهو يضيف فقط إمكانية اختيار 0  بت/بكسل. [ 7 ] : 41
  • يمكن تخزين وحدات البكسل المتكررة مؤخرًا في مخزن مؤقت لتاريخ الألوان المفهرس (ICH) ذي 32 مدخلًا، والذي يمكن الرجوع إليه مباشرةً من قِبل كل مجموعة في شريحة؛ مما يُحسّن جودة ضغط الصور المُولّدة حاسوبيًا. بدلاً من ذلك، يتم حساب بقايا التنبؤ وتشفيرها باستخدام خوارزمية ترميز الإنتروبيا القائمة على ترميز الطول المتغير لوحدة حجم دلتا (DSU-VLC).
  • ثم يتم دمج مجموعات البكسل المشفرة في شرائح ذات ارتفاعات وعرض مختلفة؛ وتشمل التركيبات الشائعة عرض الصورة بنسبة 100٪ أو 25٪، وارتفاع 8 أو 32 أو 108 أسطر.

تُستخدم نسخة معدلة من DSC، وهي VDC-M ، في DSI-2 . وهي تسمح بضغط أكبر بمعدل 6  بت/بكسل على حساب زيادة التعقيد الخوارزمي. [ 8 ]

تاريخ

تم إصدار الإصدار 1.0 من معيار DSC في 10 مارس 2014، ولكن سرعان ما تم إيقافه بواسطة الإصدار 1.1 من معيار DSC الذي تم إصداره في 1 أغسطس 2014. يدعم معيار DSC نسبة ضغط تصل إلى 3:1 (تقليل تدفق البيانات إلى 8 بت لكل بكسل) بمعدل بت ثابت أو متغير، وتنسيق ألوان RGB أو Y′C B C R 4:4:4 أو 4:2:2 أو 4:2:0، وعمق لوني 6 أو 8 أو 10 أو 12 بت لكل مكون لوني.

صدرت النسخة 1.2 من معيار DSC في 27 يناير 2016، وهي مُضمنة في النسخة 1.4 من معيار DisplayPort. أما النسخة 1.2a من معيار DSC فقد صدرت في 18 يناير 2017. [ 7 ] يتضمن التحديث ترميزًا أصليًا لتنسيقات 4:2:2 و4:2:0 في حاويات سداسية البكسل، و14/16 بت لكل لون، وتعديلات طفيفة على خوارزمية الترميز. نُشرت مواصفات النسخة 1.2b من معيار DSC في 12 أغسطس 2021، [ 9 ] حيث ذكر موقع VESA الإلكتروني أن DisplayPort 1.4a كانت أول نسخة تستفيد من هذه النسخة الجديدة. [ 10 ] لم تُقدم النسخة 1.2b من معيار DSC (2021) سوى تصحيحات تحريرية، لذا لا تزال معظم التطبيقات تعتمد على النسخة 1.2a من معيار DSC، والتي لا تزال VESA تُدرجها كأحدث نسخة متاحة للجمهور. [ 11 ]

في 4 يناير 2017، تم الإعلان عن تقنية HDMI 2.1 التي تدعم دقة تصل إلى 10K وتستخدم تقنية DSC 1.2 للفيديوهات ذات الدقة الأعلى من 8K مع أخذ عينات لونية 4:2:0 . [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]

باستخدام تقنية DSC مع معدلات نقل HBR3،  يدعم منفذ DisplayPort 1.4 دقة 8K UHD ( 7680 × 4320 ) بمعدل 60  هرتز أو دقة 4K UHD ( 3840 × 2160 ) بمعدل 240  هرتز مع 30  بت/بكسل من ألوان RGB وتقنية HDR. ويمكن تحقيق دقة 4K بمعدل 96  هرتز و30  بت/بكسل من ألوان RGB وتقنية HDR دون الحاجة إلى تقنية DSC. أما في الشاشات التي لا تدعم تقنية DSC، فتبقى الحدود القصوى كما هي في منفذ DisplayPort  1.3 (4K بمعدل 120  هرتز، و5K بمعدل 60  هرتز، و8K بمعدل 30  هرتز). [ 15 ]

تم نشر الإصدار 1.4a من منفذ العرض (DisplayPort) في أبريل 2018. [ 16 ] لم تصدر VESA أي بيان صحفي رسمي لهذا الإصدار. وقد قام بتحديث تطبيق DSC الخاص بمنفذ العرض من الإصدار 1.2 إلى الإصدار 1.2a. [ 17 ]

كما أن منفذ HDMI 2.1، الذي يمكنه أيضًا استخدام DSC 1.2، قادر على عرض دقة 8K حتى 120  هرتز مع HDR.

مراجع

  1. 1 2 "VESA تُنهي متطلبات معيار ضغط دفق العرض" (بيان صحفي). VESA. 24 يناير 2013. مؤرشف من الأصل في 21 مارس 2018. تم الاطلاع عليه في 20 مارس 2018 .
  2. ↑ وول، فريدريك؛ ماكيني، ساندي (3 مارس 2014). "ضغط دفق عرض VESA" (ملف PDF) . VESA.
  3. ↑ والز، فريدريك؛ ماكينيس، ألكسندر ساندي (يونيو 2014). "27.4L: ورقة إخبارية متأخرة : ضغط دفق عرض VESA: نظرة عامة". ملخص أوراق ندوة SID التقنية . 45 (1): 360-363 . doi : 10.1002/j.2168-0159.2014.tb00097.x . 
  4. 1 2 3 "ISO/IEC 29170-2:2015 — تكنولوجيا المعلومات — ترميز الصور المتقدم وتقييمها — الجزء 2: إجراء التقييم للترميز شبه الخالي من الفقد" (ملف PDF) . iso.org . جنيف، سويسرا: المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) . أغسطس 2015.
  5. ↑ سوداما، أيشواريا؛ كوتون، ماثيو؛ هو، يوكيان؛ جويل، جيمس؛ ديل، ستوليتزكا؛ جاكوبسون، ناتان؛ أليسون، روبرت؛ ويلكوكس، لوري (مايو 2018). "ضغط الصور ذات النطاق الديناميكي العالي دون فقدان مرئي: تقييم واسع النطاق" (ملف PDF) . ملخص أوراق المؤتمر التقني لجمعية التصوير الرقمي . 49 (1): 1151-1154 . doi : 10.1002/sdtp.12106 . تاريخ الاسترجاع: 4 مارس 2021 .
  6. ↑ موهونا، سانجيدا؛ أو، دومينيك؛ كيو، أونويز؛ روبنسون، ريتشارد؛ هو، يوكيان؛ ويلكوكس، لوري؛ أليسون، روبرت (مايو 2020). "التقييم الذاتي لجودة الصورة المجسمة: تأثير الضغط غير الفاقد للجودة البصرية". المؤتمر الدولي الثاني عشر لجودة تجربة الوسائط المتعددة (QoMEX) لعام 2020. أثلون، أيرلندا. الصفحات 1-6 . doi : 10.1109/QoMEX48832.2020.9123129 . ISBN  978-1-7281-5965-2. S2CID 220073001 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  7. 1 2 3 4 5 "معيار ضغط دفق عرض VESA (DSC) الإصدار 1.2a [ VESA-DSC-1.2a.pdf ] " (ملف PDF) . 18 يناير 2017.
  8. 1 2 "برامج ترميز ضغط شاشة VESA" . VESA - معايير واجهة صناعة الشاشات .
  9. ↑ ليمبيسيس، بيل (12 أغسطس 2021). "معيار ضغط دفق العرض (DSC) - الإصدار 1.2b" . جمعية معايير الإلكترونيات المرئية.
  10. ↑ "DSC" .
  11. ↑ "الأسئلة الشائعة" .
  12. ↑ «منتدى HDMI يعلن عن الإصدار 2.1 من مواصفات HDMI» . HDMI.org. 4 يناير 2017. مؤرشف من الأصل بتاريخ 8 يناير 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يناير 2017 .
  13. ↑ "تقديم HDMI 2.1" . HDMI.org. مؤرشف من الأصل في 6 يناير 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يناير 2017 .
  14. ↑ أنطون شيلوف (5 يناير 2017). "الإعلان عن HDMI 2.1" . أناندتك. مؤرشف من الأصل في 6 يناير 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يناير 2017 .
  15. ↑ "منفذ DisplayPort الجديد يدعم شاشات 8K HDR" . NextPowerUp . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 ديسمبر 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مارس 2016 .
  16. ↑ "الأسئلة الشائعة - منفذ العرض" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24 ديسمبر 2018. 
  17. ↑ "ضغط دفق عرض DSC" . مؤرشف من الأصل في 10 يوليو 2019.