ASIC/SoC Design and Production Services
JPEG XS Codec IP Core Based FPGA
北格逻辑 JPEG XS IP 核 完全符合 ISO/IEC 21122-1 标准，是一种专为超低延迟和视觉无损压缩设计的轻量级编解码器解决方案。它完美适配 SMPTE ST 2110-22、IPMX 等专业视频标准，是广电、Pro-AV 等领域实现视频 over IP 化的理想选择。
JPEG XS作为具备互操作性的低延迟轻量级编码系统，可在各类音视频市场中作为夹层编解码器，提供视觉无损的图像压缩能力，支持从HD到8K以上的分辨率，满足广播、专业视频、VR/AR、传感器压缩等多种应用需求。
行业背景与市场需求
当前视频行业呈现两大显著发展趋势：其一，分辨率持续提升至4K乃至8K，结合更高动态范围(HDR)技术，使图像数据量与带宽需求呈爆发式增长；其二，行业正逐步摆脱SDI等专用布线与基础设施，转向基于以太网的通用信息技术架构。
在此背景下，轻量级压缩技术成为行业焦点。理想的压缩方案需在提升分辨率、帧率及流数量的同时，保留未压缩流的全部优势，包括高度互操作性、视觉无损质量、低功耗、编解码低延迟、易于实现、芯片尺寸小巧等特性。JPEG XS正是为满足这些严苛需求而诞生的国际标准，已被SMPTE 2110-22采纳为压缩视频流标准。
核心优势
超低延迟
亚毫秒级固定延迟，端到端延迟严格低于32行，满足实时交互、远程制作等严苛应用需求
视觉无损
6-10倍压缩比下完美保留原始图像细节，多次编解码迭代后画质仍无明显下降
极低资源占用
无需外部DDR，可在中小型FPGA上实现，逻辑和Block RAM消耗极低，降低系统成本
标准兼容
全面兼容SMPTE 2110-22、IPMX、ISO/IEC 21122-1等国际标准，确保互操作性
恒定码率
支持CBR及VBR码率控制，可与ST2110标准无缝结合，实现AV-over-IP的稳定传输
多代稳定性
经过多次编解码迭代后画质无下降，确保多环节处理的质量一致性
应用场景
广电与制作
SMPTE 2110 IP网关、远程制作切换台、视频贡献链路、4K/8K超高清多通道录制
基于JPEG-XS的4K/8K制播全程IP化解决方案已大规模部署
专业AV over IP
IPMX分布式矩阵、KVM延长器、数字标牌、会议系统、校园广播
符合SMPTE 2110-22标准，恒定码率传输
实时视频存储
相机内部存储(SSD/SD卡)、视频录制设备、慢动作回放系统
多次编解码质量无下降，存储效率提升3-5倍
VR/AR应用
头戴式显示器、虚拟现实游戏、沉浸式展览、远程协作
8M+像素、90fps+，极低延迟确保动作与显示同步
工业与医疗
内窥镜视频、机器视觉、工业检测、车载传感器压缩
极低延迟、低功耗，支持Bayer模式传感器直连
北格逻辑 JPEG XS IP 优势
- 深度优化，资源精简： JPEG XS在FPGA平台上经过深度资源优化，在消耗更少FPGA资源的同时可运行更高的时钟主频，比同类方案节省30%以上逻辑资源。
- 商用级品质，稳定可靠： IP经过充分的RTL验证、FPGA原型验证和系统级测试，达到商用级高质量标准，提供完善的demo演示环境和参考设计。
- 本土化服务，响应迅速： 拥有专业的本土化技术团队，可提供更高效的技术支持与定制化服务，无时差沟通，快速响应客户需求。
- 定制化能力强： 可针对指定FPGA型号与技术规格(分辨率、帧率、位深、接口)提供IP定制服务，并支持国产FPGA平台(如复旦微、安路、紫光等)。
- 完整交付包： 提供综合后的网表、完整的仿真测试环境、测试向量、详细用户指南和参考设计，加速客户产品上市。
| 视频格式 |
色彩空间：RGB, YCbCr, YUV444, YUV422 色度采样：4:4:4, 4:2:2, 4:2:0, 4:0:0 (支持Alpha通道) 位深：8/10/12-bit (可定制14/16-bit) 分辨率：支持任意分辨率，最高支持8K/10K+，支持HDR (PQ/HLG) |
|---|---|
| 编解码性能 |
压缩标准：ISO/IEC 21122-1 编码器/解码器 压缩率：1-10倍动态调整，视觉无损 延迟：< 1ms (固定亚毫秒级，低于32行) 码率控制：支持CBR及VBR，精准码率控制 |
| 硬件实现 |
目标FPGA：AMD Xilinx (Artix-7, Kintex-7, Ultrascale/+, Versal等) / Intel Altera (Cyclone V/10, Arria 10, Stratix V/10, Agilex等) 资源消耗：极低逻辑和Block RAM消耗，无需外部DDR，支持国产FPGA平台定制 |
| 配置支持 |
小波级数：垂直方向≤2级，水平方向≤5级 复杂度Profiles：Light_subline, Light, Main, High 全系列支持 文件格式：.jxs |
| 算法原理 |
步骤1 - 去相关变换：采用离散小波变换(DWT)实现能量压缩，有效降低图像数据冗余度 步骤2 - 码率控制：通过精细化码率控制算法动态调节量化值，精准实现指定码率输出 步骤3 - 熵编码：对每个编码组的最高位平面执行熵编码，针对全零重要性组进行专门编码，进一步提升压缩效率 |
| 工作模式 |
Light_subline Profile：最低复杂度，适用于资源受限场景 Light Profile：低复杂度，平衡压缩效率与资源消耗 Main Profile：中等复杂度，提供更好的压缩质量 High Profile：高复杂度，提供最优压缩质量 |