Monipuolinen videokoodaus (VVC): onnistuuko se?

Tänään keskityn kapeasti monipuoliseen videokoodaukseen (VVC) ja sen mahdollisuuteen kaupalliseen menestykseen. Katso lisää taustatietoa artikkelistani, Kuinka ennustaa koodekin menestys - tunnistin yhdeksän kysymystä, jotka paljastavat kriittiset tekijät, jotka sanelevat suurelta osin, saavuttaako koodekki kaupallisen menestyksen.

Tämän huomioon ottaen käytän näitä kysymyksiä Versatile Video Coding (VVC) -standardipohjaiseen koodekiin, joka valmistui heinäkuussa. Ehdotan, että tarkistat ainakin koodekin menestysartikkeli ennen tämän lukemista.

Yksi kysymyksistä, joita en pidä, on tekninen innovaatio, joka on otettu käyttöön uudessa koodekissa. Joten, jos haluat lisätietoja VVC: n teknisistä perusteista, tutustu tähän artikkeliin. Siirryn suoraan kysymyksiin.

PRO-UUTISKIRJE

Ääni + Video + IT. Toimittajamme ovat asiantuntijoita audio / video ja IT-integroinnissa. Hanki päivittäisiä oivalluksia, uutisia ja ammattimaista verkostoitumista. Tilaa Pro AV tänään.

1. Mikä on koodekin vertailutehokkuus?

Koodekin vertaileva tehokkuus määrää tietysti, kuinka paljon kaistanleveyttä säästää koodekki, mikä on yksi tärkeimmistä eduista. HEVC: hen verrattuna ITU-T: n lehdistötiedote lupaa, että "VVC tarvitsee vain puolet edeltäjänsä" High Efficiency Video Coding "-bittinopeudesta saavuttaakseen samanlaisen videolaadun korkean resoluution videosisällölle." Qualcomm on hiukan vähemmän optimistinen toteamalla, että "VVC… tarjoaa 40% pienemmän tiedostokoon verrattuna edelliseen HEVC-standardiin, samalla kun säilytetään sama videolaatu.

Viimeisin aihetta käsittelevä valkoinen kirja on VVC: n, HEVC: n ja AV1: n vertailu objektiivisten ja subjektiivisten arviointien avulla. Alla olevassa taulukossa III esitetään kaksi tutkijoiden mielestä tärkeintä testitapausta, UHD- ja HD-video, ja verrataan AV1: tä ja VVC: tä (taulukossa kutsutaan VTM: ksi) HEVC: hen käyttämällä kahta objektiivista mittaria, PSNR ja VMAF.

  • Kuinka ymmärtää matalaviiveisiä suoratoistoratkaisuja
  • Suoratoiston suoratoiston vertailuopas

Taulukko 1. VVC-laatu - Keskirivi on avainrivi.

Parhaat PTZ-kamerat suoratoistoa varten

Pohjan keskimääräinen viiva kertoo tarinan. Lukemalla vasemmalta oikealle käyttäen PSNR-arvoa metrisenä AV1 tuotti saman laadun kuin HEVC datanopeuden alennuksella 7,3%, kun taas VVC (jälleen VTM) toimitti saman laadun 28,5%: n datanopeuden alenemisella. Skannaamalla kaikki VTM-tulokset keskimäärin alle 30% verrattuna HEVC: hen.

Nämä havainnot eivät kumoa ITU-T- tai Qualcomm-tuloksia, koska koodekit yleensä parantavat niiden suorituskykyä ajan myötä. Todistettu hyöty näyttää silti olevan lähempänä 30 prosenttia kuin 50 prosenttia, mikä on merkittävää, mutta ei uraauurtavaa.

Kuten huomautan Yhdeksän kysymystä -artikkelissa, "suurin osa uusista koodekkeista ei ole tarkoitettu kaistanleveyden säästöjen tai muiden toimitustehokkuuksien keräämiseksi. Ainoa pyramidijulkaisijoiden kärki, kuten Netflix, Facebook ja YouTube, ovat ottaneet käyttöön VP9: n, vaikka se on tällä hetkellä noin 35-40% tehokkaampi kuin x264. Kustantajat käyttävät pikemminkin uusia koodekkeja, kuten HEVC, koska se avaa markkinoita uusille asiakkaille. "

Tämä on hyvä johdatus kysymykseen 2.

2. Mitä uusia markkinoita tai alustoja koodekki mahdollistaa?

Streaming-julkaisijat ottivat H.264: n käyttöön nopeasti, koska se mahdollisti toimituksen mobiililaitteille, mitä edellinen koodekki, VP6, ei tehnyt. Vastaavasti suurin osa julkaisijoista, jotka käyttävät HEVC: tä, lähettävät 4K SDR / HDR -videoita älytelevisioihin, markkinoita, joita he eivät pystyisi tarjoamaan edullisesti H.264: n kanssa.

Kuten keskustelemme hetken kuluttua, VVC on vähintään 2–3 vuotta pois mielekkäästä käyttöönotosta. Ehkä tuolloin 8K tai VR ovat uusia ja houkuttelevia markkinoita, vaikka yleisesti tunnustetaan, että ilman suurta dynaamista aluetta 4K-video on vaikea erottaa HD: stä useimmissa kokoonpanoissa. Parhaassa tapauksessa emme vain tiedä, mahdollistavatko VVC uudet markkinat vai eivät.

3. Kuinka koodausaika on?

Aikakoodaus tarkoittaa suoraan koodauskustannuksia; mitä enemmän koodekin koodaaminen maksaa, sitä vaikeampaa on saavuttaa kaistanleveyssäästöjen kannattavuus, etenkin kun jakelukustannukset (kustannuksissa / Gt) laskevat jatkuvasti.

Valkoisessa kirjassa verrattiin VVC: n (jälleen VTM) ja AV1: n koodausaikoja HEVC: hen normalisoituna 1,0: een (taulukossa HM) ja tuotettiin taulukossa 2 esitetyt tulokset. Täällä näet, että VVC: n koodaus kestää 7-9 kertaa kauemmin kuin HEVC. Jos ylläpidät omaa koodausfarmiasi, se tarkoittaa, että VVC: n koodaus on 7-9 kertaa kalliimpaa kuin HEVC. Jos käytät palveluntarjoajaa, odota samanlaista hinnankorotusta.

Taulukko 2. AV1: n ja VVC: n koodausajat.

On huomattava, että valkoisen kirjan havainnot AV1: stä perustuivat AV1-versioon 1.0, ja toukokuussa 2022-2023 AOM julkaisi AV1-version 2.0. Vaikka laatuparannukset olivat vähäisiä, AV1 on tässä vaiheessa paljon nopeampi kooderi. Joten vaikka valkoisen kirjan AV1: een liittyvät laatuhavainnot ovat todennäköisesti edelleen paikalla, suorituskykyyn liittyvät havainnot ovat todennäköisesti vanhentuneita.

Näiden linjojen mukaan sinun pitäisi myös odottaa VVC-koodauksen tehostuvan ajan myötä, eikä pidä pysyä 7-9x HEVC: ssä.

4. Voiko VVC: n toteuttaa ohjelmistoilla asiaankuuluvilla alustoilla?

Luultavasti ei. Kuten me kaikki henkilökohtaisesti tiedämme, akun käyttöikä on kuningas mobiilikäytössä. Dekoodauksen monimutkaisuuden näkökulmasta VVC on 1-2x monimutkaisempi kuin HEVC tämän tutkimuksen mukaan ja vaatii 167% HEVC: n dekoodausajasta tässä raportissa.

Joten vaikka VVC: tä voidaan toistaa tietokoneilla (lisätietoja tästä seuraavassa istunnossa) ilman laitteistotukea, sitä ei todennäköisesti käytetä mobiililaitteisiin ennen kuin laitteiston dekoodaus on käytettävissä. Laitetukea koskeva nyrkkisääntö on vuosi sen jälkeen, kun koodekki on viimeistelty sirutason tuotteiden saataville, ja toinen vuosi näihin siruihin perustuville loppukäyttäjien tuotteille.

Tämä tarkoittaa syksyllä 2022 mobiililaitteiden tukea, parhaassa tapauksessa. Sama koskee SmartTV: tä ja OTT / STB-laitteita, joilla ei myöskään ole laitteistotukea.

5. Tukeeko Alliance for Open Media (AOM) koodekkia?

Luultavasti ei. Alliance for Open Media -jäsenet ovat ohjelmistokehittäjiä, sirujen ja laitteiden valmistajia, sisältöyhtiöitä ja palveluntarjoajia, jotka yhdessä kehittivät ja julkaisivat AV1-koodekin. Koska Google ja Mozilla ovat molemmat jäseniä, niiden selaimet, Chrome ja Firefox, ovat pitkään tukeneet AV1: tä, mutta kumpikaan ei tue HEVC-koodekkia edes alustoilla, joissa käyttöjärjestelmä jo tukee koodekkia.

Tämä on hienovarainen, mutta tärkeä asia; Google ja Mozilla voisivat todennäköisesti tukea HEVC: tä järjestelmissä, joissa on jo olemassa oleva laitteiston HEVC-tuki ilman, että maksettaisiin rojalteja, koska näin Mozilla tukee H.264: ää joillakin alustoilla (katso lisätietoja tästä). HEVC-tuetut järjestelmät sisältävät kaikki uudet Mac- ja Apple-laitteet, monet uudet Windows-tietokoneet ja useimmat uudet Android-laitteet. Et kuitenkaan voi toistaa HEVC: tä Chromessa, Firefoxissa tai Edgessä - Microsoft on myös AOM: n jäsen - koska yksikään näistä yrityksistä ei ole lisännyt tukea tälle laitteistolle.

On vaikea kuvitella, että kukaan AOM-selainkehittäjä laajentaa tukea VVC: lle. Joten vaikka VVC voisi todennäköisesti toistaa ilman laitteistotukea tietokoneissa ja kannettavissa tietokoneissa (joissa akun kesto ei ole niin suuri ongelma), tuen puute Chromessa ja Firefoxissa vaikeuttaa toistoa näillä laitteilla ja estää hyväksymistä.

6. Onko koodekki MPEG-standardi?

Kyllä, ja tämä on yleensä hyvä asia. Mutta HEVC-tukea heikentäneen rojaltivapauden jälkeen se tuskin takaa koodekin menestystä, kuten H.264: lle ja MPEG-2: lle.

7. Mikä on teknologian omistus- ja kaupallistamismalli?

Mitä puhtaampi teknologian omistus- ja kaupallistamismalli on, sitä helpompi lopullinen lisenssikustannus on varmistaa. VVC on todellinen MPEG-koodekki, jonka ovat kehittäneet kymmenet ellei satoja avustajia, ja heidän kehitystyönsä ansaitaan rahalla lisensoinnilla.

Kuten luette seuraavasta osiosta, tämä tarkoittaa, että voi kestää jonkin aikaa, ennen kuin tiedämme VVC: n rojaltirakenteen.

8. Kuinka rojaltirakenne on asetettu?

Tässä vaiheessa se on täysin tuntematon. Ymmärrä, että ennen HEVC-koodekin julkaisua monet yritykset sitoutuivat tukemaan uusia laitteistokoodekkeja, ennen kuin rojaltikustannukset olivat tiedossa, koska niiden oletettiin kustannusten olevan kohtuulliset. Se muuttui HEVC: n kanssa, joka on edelleen sotku. Joten odotetaan, että suuremmat valmistajat, kuten Apple ja Samsung, vastustavat uuden koodekin tukemista, kunnes rojaltirakenne on selvä.

Vuonna 2022-2023 perustettiin toimialaryhmä nimeltä Media Coding Industry Forum (MC-IF), joka auttoi VVC: n IP-omistajia laatimaan yhtenäisemmän ja kohtuuhintaisemman rojaltin VVC: lle. Heinäkuussa 2022-2023 MC-IF aloitti muodolliset "patenttien edistämistoimet", jotka auttoivat muodostamaan yhden patenttipoolin VVC: lle. Yksi kolmesta HEVC-patenttipoolien ylläpitäjästä, HEVC Advance, ilmoitti kuitenkin äskettäin omasta ehdotetusta VVC-lisenssiohjelmastaan, jonka ainakin yhden muun poolin ylläpitäjä piti yrityksenä ennalta ehkäisevänä lakona.

Parhaassa tapauksessa patenttien edistäminen johtaisi patenttipoolin ylläpitäjän (tai hallinnoijien) valintaan vuoden 2022-2023 loppuun mennessä, mutta mitään takeita ei ole. Joten tässä vaiheessa rojaltirakennetta ei tunneta ja yhden poolin näkymät ovat epäilyttävät.

9. Onko sisällön rojaltti?

Sama. Emme tiedä tässä vaiheessa.

Mitä tämä kaikki tarkoittaa? Paras tapa, kun otetaan huomioon kahden vuoden laitteistosykli koodekin viimeistelyn ja sen ilmestymisen välillä kulutustuotteissa, on vuosi 2022, kunnes VVC-dekoodauksella varustetut laitteet tulevat markkinoille. Asennetun alustan saavuttaminen kriittisen massan saavuttamiseksi kestää paljon kauemmin. Ja hyväksymistä voidaan lykätä, kunnes rojaltikuva on määritetty, mikä todennäköisesti tapahtuu vasta vuoden 2022-2023 puolivälissä.

Jos olet suoratoistotuottaja, joka on huolissaan veneen puuttumisesta VVC: llä, kirjoita huolenaihe tiedostoon "huoli vuonna 2022".

Mielenkiintoisia artikkeleita...