Fraunhofer IIS 的一个研究团队因 JPEG XS 获得了 2025 年约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖。JPEG XS 是一种先进且具有前瞻性的图像压缩格式，可以在低延迟、低功耗和几乎无损的条件下传输图像。
JPEG XS是面向专业全IP视频制作的前瞻性标准：现有的视频编解码器在制作环境中传输图像数据时，必须接受更长的延迟或质量损失。另外，它们还需要相对强大的计算能力来解码数据，这意味着必须使用昂贵的硬件并消耗更多资源。来自德国埃尔兰根Fraunhofer IIS的研究人员开发的JPEG XS是一种先进且具有前瞻性的图像压缩格式，能够以最小的延迟、较低的资源占用和几乎无损的质量传输图像。凭借这一创新，研究人员在弗劳恩霍夫年会上荣获2025年约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖。近几十年来，视频的图像质量稳步提升，但更高的质量也意味着需要传输更大的数据量。造成这种情况的原因有很多，其中包括随着播放设备的不断改进，观众的期望和习惯也发生了变化。即使媒体渠道和平台数量不断增加，专业电视和电影内容制作的成本和时间压力也日益增大。诸如VR头显，以及从机器视觉到自动驾驶等工业应用，也对实时性提出了更高的要求，而传统的视频编解码器往往难以满足。
为了有效地解决这一挑战，需综合考量可用硬件、能源和资源并且尽可能接近实时。由Fraunhofer IIS的 Siegfried Fössel、Joachim Keinert 和 Thomas Richter 领导的研究团队开发了 JPEG XS 作为全新的 ISO 标准。
全新 ISO 标准JPEG XS的发展
过去，高质量专业视频通常需要通过特殊接口，例如串行数字接口 (SDI)、CoaXPress 或低压差分信号 (LVDS)进行无压缩传输，而这些接口需要使用同轴电缆或双绞线进行点对点连接。严格的质量要求使得在不影响高数据速率的情况下压缩数据成为不可能。因此，从业者避免使用复杂的传输协议。这导致传输点需要配备功能强大的转换器才能连接到以太网计算机，从而减慢了工作流程。Fraunhofer IIS 计算成像组负责人 Keinert 表示：“传统的 MPEG 编解码器不适合这种应用，因为它们侧重于高压缩率和可接受的质量。相比之下，JPEG XS 被设计为一种专业压缩编解码器（业内称为夹层编解码器），允许通过互联网协议 (IP) 传输高达 8K的高质量视频。”
JPEG XS 极大地加速了图像的编码和解码。在影视制作中，JPEG XS 能够高效且快速地传输和处理图像内容，从而缓解媒体制作中日益增长的成本和时间压力。Fraunhofer IIS 首席科学家 Richter 表示:“低延迟和高并行性使 JPEG XS 成为了实时多级处理视频信号的理想工具。该编解码器针对视觉无损压缩进行了优化。它支持每个颜色分量 12 至 16 位的色深，这意味着传输高动态范围的视频信号成为可能。”
凭借丰富的软件和专利组合，Fraunhofer IIS 已建立起一项国际认可的标准。Fraunhofer IIS 动态图像技术部负责人 Siegfried Fössel 指出：“新标准旨在打造一种视觉无损编解码器，并特别考虑了高质量视频传输的条件。凭借其精心设计的算法，JPEG XS 可以集成到现有的计算机系统中，并通过低成本的以太网接口传输高分辨率图像，且无任何明显的延迟。这项网络技术应用广泛，能够无缝集成到现有基础设施中。”
多样化的应用
JPEG XS 除了在传输高质量图像方面拥有独特的优势外，还为演播室技术以及其他领域（例如机器视觉和汽车应用）带来了巨大的经济优势。JPEG XS能够降低摄像头联网的数据速率，而不会对分析性能产生不利影响，这使其在自动驾驶领域展现出显著的优势。Fraunhofer IIS 对 JPEG XS 的开发、标准化和及专利的构建，将为该编解码器的进一步发展和商业应用奠定坚实的基础。
综上所述， JPEG XS 成为了一项具有前瞻性的技术，其实时传输能力和高数据速率下的高质量传输，使其拥有了更多的应用潜力，例如，汽车、VR/AR 和机器视觉领域的专业视频传输。
约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖
自1978年以来，弗劳恩霍夫协会每年都会向其员工颁发约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖，以表彰他们在开发应用相关解决方案方面取得的杰出科学成就。今年，来自不同研究所的研究团队获得了三项奖项，每项奖金为5万欧元。
