Універсальне кодування відео (VVC): чи вдасться це?

Зміст:

Anonim

Сьогодні я зосереджуюся на універсальному кодуванні відео (VVC), і це може призвести до комерційного успіху. Для додаткової довідкової інформації погляньте на мою статтю «Як передбачити успіх кодека». Я визначив дев’ять питань, які розкривають найважливіші фактори, які в значній мірі визначатимуть, коли і коли кодек досягне комерційного успіху.

Маючи це на увазі, я застосую ці питання до універсального кодування відео (VVC), стандартного кодека, який був доопрацьований у липні. Я пропоную вам принаймні відсканувати статтю про успіх кодека перед тим, як прочитати цю.

Одне з питань, яке я не розглядаю, - це технічні нововведення, розгорнуті в новому кодеці. Отже, якщо ви хочете дізнатись більше про технічні основи VVC, перегляньте цю статтю. Я перейду прямо до питань.

ПРО БЮЛЕТИН

Аудіо + Відео + ІТ. Наші редактори є експертами з інтеграції аудіо / відео та ІТ. Отримуйте щоденну інформацію, новини та професійні мережі. Підпишіться на Pro AV сьогодні.

1. Яка порівняльна ефективність кодека?

Очевидно, порівняльна ефективність кодека диктує, яку пропускну здатність може забезпечити кодек, що є однією з ключових переваг. Порівняно з HEVC, прес-реліз ITU-T обіцяє, що "VVC буде потрібно лише половина швидкості передачі даних від попередника" Високоефективне кодування відео ", щоб досягти того самого рівня якості відео для відеоконтенту з високою роздільною здатністю". Qualcomm дещо менш оптимістичний, заявляючи, що “VVC … пропонує зменшення розміру файлу на 40% порівняно з попереднім стандартом HEVC, зберігаючи при цьому однаковий рівень якості відео.

Найновіша довідка з цієї теми - Порівняння VVC, HEVC та AV1 за допомогою об’єктивних та суб’єктивних оцінок. У таблиці III, наведеній нижче, представлені два найбільш релевантні тестові випадки, розглянуті дослідниками, відео UHD та HD, і порівнюються AV1 та VVC (у таблиці - VTM) із HEVC за допомогою двох об'єктивних показників, PSNR та VMAF.

  • Як зрозуміти потокові рішення з низькою затримкою
  • Посібник для порівняння потокової трансляції

Таблиця 1. Якість VVC - середній рядок є ключовим рядком.

Найкращі PTZ-камери для прямого ефіру

Середній рядок внизу розповідає казку. Читаючи зліва направо, використовуючи PSNR як метрику, AV1 виробляв таку ж якість, що і HEVC, зі зниженням швидкості передачі даних на 7,3%, тоді як VVC (знову ж таки, VTM) забезпечував таку ж якість при зниженні швидкості передачі даних на 28,5%. Скануючи всі результати VTM, вони в середньому становлять трохи менше 30% порівняно з HEVC.

Ці висновки не спростовують результати ITU-T або Qualcomm, оскільки кодеки з часом покращують свою продуктивність. Тим не менше, доведена користь сьогодні здається ближчою до 30%, ніж 50%, що є значним, але не новаторським.

Як я зауважував у статті «Дев’ять питань», «переважна більшість нових розгортань кодеків не спрямовані на економію пропускної здатності та інші ефективність доставки. Лише підказка видавців піраміди, таких як Netflix, Facebook та YouTube, розгорнула VP9, ​​незважаючи на те, що в даний час він приблизно на 35-40% ефективніший, ніж x264. Швидше за все, видавці зазвичай приймають нові кодеки, такі як HEVC, оскільки це відкриває ринки для нових клієнтів ".

Це чудовий підхід до питання 2.

2. Які нові ринки або платформи дає кодек?

Озираючись назад, H.264 був дуже швидко розгорнутий потоковими видавцями, оскільки він уможливлював доставку на мобільні пристрої, чого попередній кодек, VP6, не робив. Подібним чином більшість видавців, які впроваджують HEVC, роблять це, щоб надсилати відео 4K SDR / HDR на SmartTV, ринок, якому вони не могли забезпечити H.264.

Як ми зараз обговоримо, VVC вистачає принаймні на 2-3 роки від значущих розгортань. Можливо, на той момент 8K або VR стануть новими та переконливими ринками, хоча загальновизнано, що без високого динамічного діапазону відео 4K важко відрізнити від HD у більшості конфігурацій. Найкращий випадок, на даний момент ми просто не знаємо, чи відкриє VVC якісь нові ринки чи ні.

3. Як відбувається кодування часу?

Час кодування безпосередньо перекладається на вартість кодування; чим більше коштує кодування кодеком, тим важче досягти беззбитковості за рахунок економії пропускної здатності, особливо при постійному зменшенні витрат на розподіл (у витратах на Гб).

Довідковий документ порівнює час кодування VVC (знову ж таки, VTM) та AV1 із часом HEVC, нормованим до 1,0 (HM у таблиці), і дає результати, наведені в таблиці 2. Тут ви бачите, що для кодування VVC потрібно 7-9 разів довше ніж HEVC. Якщо ви запускаєте власну ферму кодування, це означає, що VVC буде в 7-9 разів дорожче кодувати, ніж HEVC. Якщо ви використовуєте постачальника послуг, очікуйте подібного зростання ціни.

Таблиця 2. Час кодування для AV1 та VVC.

Слід зазначити, що спостереження в технічній книзі щодо AV1 базувалися на AV1 версії 1.0, а в травні 2022-2023 року AOM випустила AV1 версії 2.0. Хоча покращення якості було мінімальним, AV1 на даний момент є набагато швидшим кодером. Отже, хоча спостереження за якістю, пов’язані з технічною характеристикою AV1, ще, ймовірно, все ще актуальні, спостереження, пов’язані з ефективністю, ймовірно застарілі.

Крім того, слід також очікувати, що кодування VVC з часом стане більш ефективним, а не залишатиметься на рівні 7-9x HEVC.

4. Чи можна VVC впровадити в програмне забезпечення на відповідних платформах?

Можливо, ні. Як ми всі особисто знаємо, термін служби акумулятора є головним, коли справа стосується мобільного використання. З точки зору складності декодування, VVC в 1-2 рази складніший, ніж HEVC, згідно з цим дослідженням, і вимагає 167% часу декодування HEVC у цьому звіті.

Отже, хоча VVC може бути відтворений на комп’ютерах (докладніше про це на наступній сесії) без апаратної підтримки, він, ймовірно, не буде розгортатися на мобільних пристроях, поки не буде доступне апаратне декодування. Емпіричне правило апаратної підтримки - через рік після того, як кодек буде доопрацьований, щоб продукти на рівні чіпів стали доступними, і ще один рік - для продуктів кінцевих користувачів на основі цих чіпів, які з’являться на ринку.

Це означає осінь 2022 для мобільної підтримки в апаратному забезпеченні, найкращий випадок. Так само для SmartTV та пристроїв OTT / STB, які до того часу також не матимуть апаратної підтримки.

5. Чи підтримує Альянс за відкриті медіа (AOM) кодек?

Можливо, ні. Членами Альянсу за відкриті медіа є розробники програмного забезпечення, виробники мікросхем та пристроїв, контент-компанії та постачальники послуг, які спільно розробили та випустили кодек AV1. Оскільки Google і Mozilla є членами, їх браузери, Chrome та Firefox, давно підтримують AV1, але жоден з них не підтримує кодек HEVC навіть на платформах, де операційна система вже підтримує кодек.

Це тонкий, але важливий момент; Google і Mozilla, ймовірно, можуть підтримувати HEVC в системах з існуючою апаратною підтримкою HEVC, не отримуючи роялті, оскільки саме так Mozilla підтримує H.264 на деяких платформах (докладніше див. Тут). Системи з підтримкою HEVC включають усі нові пристрої Mac і Apple, багато нових комп'ютерів Windows та більшість нових пристроїв Android. Однак ви не можете грати HEVC у Chrome, Firefox або Edge - Microsoft також є членом AOM - оскільки жодна з цих компаній не додала підтримку цього обладнання.

Важко уявити, що будь-який розробник браузера AOM буде надавати підтримку VVC. Отже, навіть незважаючи на те, що VVC міг би грати без апаратної підтримки на комп’ютерах та ноутбуках (де час автономної роботи не така велика проблема), відсутність підтримки в Chrome і Firefox ускладнить відтворення на цих пристроях і перешкоджатиме прийняттю.

6. Чи є кодек стандартом MPEG?

Так, і це взагалі добре. Але після розвалу з роялті, яка перешкоджала підтримці HEVC, навряд чи це гарантія успіху кодеків, як це було для H.264 та MPEG-2.

7. Яка модель володіння технологією та монетизації?

Чим чистіша модель володіння технологією та монетизація, тим легше встановити кінцеву вартість ліцензування. VVC - справжній кодек MPEG, розроблений десятками, якщо не сотнями учасників, і їх зусилля щодо розробки будуть монетизовані за допомогою ліцензування.

Як ви прочитаєте в наступному розділі, це означає, що може пройти деякий час, перш ніж ми дізнаємося про структуру роялті VVC.

8. Наскільки встановлена ​​структура роялті?

На даний момент це абсолютно невідомо. Зрозумійте, що до запуску кодеку HEVC багато компаній зобов'язувались підтримувати нові апаратні кодеки до того, як були відомі витрати на роялті, оскільки вони вважали, що витрати будуть обґрунтованими. Це змінилося з HEVC, що все ще є безладом. Отже, очікується, що такі великі виробники, як Apple та Samsung, будуть чинити опір підтримці нового кодека, доки структура роялті не стане чіткою.

У 2022-2023 році галузева група під назвою Форум індустрії кодування медіа (MC-IF) була сформована для того, щоб допомогти власникам ІВ VVC сформулювати більш згуртовану та розумну ціну роялті для VVC. У липні 2022-2023 р. MC-IF розпочала офіційні зусилля щодо сприяння патентуванню, щоб допомогти сформувати єдиний патентний пул для VVC. Однак один із трьох адміністраторів патентних пулів HEVC, HEVC Advance, нещодавно оголосив про власну запропоновану програму ліцензування VVC, що було розцінено як спробу запобіжного страйку принаймні ще одним адміністратором пулу.

У кращому випадку, процес сприяння патентам призведе до вибору адміністратора (або адміністраторів) патентного пулу до кінця 2022-2023 року, але гарантій немає. Отже, на даний момент структура роялті невідома, і перспективи єдиного пулу сумніваються.

9. Чи існує вміст роялті?

Так само. На даний момент ми не знаємо.

Що це все означає? Найкращий випадок, враховуючи 2-річний апаратний цикл між тим, коли кодек доопрацьований і коли він з’являється у споживчих продуктах, це буде 2022 рік, поки на ринок не з’являться пристрої з декодуванням VVC, а це будуть дріби та драби. Для встановлення основи знадобиться набагато більше часу, щоб досягти будь-якої відповідної критичної маси. І це прийняття може бути відкладено, доки не буде встановлено зображення роялті, що, ймовірно, не відбудеться до середини 2022-2023 року.

Якщо ви продюсер трансляції, який турбується про те, що не вистачає судна на VVC, вкажіть це занепокоєння у файлі "турбуватися в 2022 році".