Koodekimaisema muuttuu, ja vuoden 2022-2023 loppuun mennessä on tulossa kuusi uutta koodekkia. Vuoden 2022-2023 alussa suurin osa suoratoistovideotuottajista koodasi yksinomaan H.264-koodekilla, joka debytoi vuonna 2003. Jotkut suuremmat kustantajat, kuten Netflix, Amazon, YouTube , ja Facebook, ottivat käyttöön myös H.264: n standardeihin perustuvan seuraajan, HEVC-koodekin ja / tai Googlen VP9-koodekin. Tuottajien ripaus kokeili Alliance for Open Media -sovelluksen AV1-koodekkia. Näiden neljän nykyisen koodekin lisäksi MPEG tuo vuonna 2022-2023 markkinoille kolme uutta koodekkia, monipuolisen videokoodauksen (VVC), välttämättömän videokoodauksen (EVC) ja matalan monimutkaisuuden parannuksen videokoodauksen (LCEVC).
Kun kuusi uutta koodekkia on harkittava vuoden 2022-2023 loppuun mennessä, kannattaa tarkistaa tekijät, jotka vaikuttavat koodekin onnistuneeseen käyttöönottoon. Tässä artikkelissa tarkastelen näitä tekijöitä H.264: n ja HEVC: n avulla ja luon analyysikehyksen, jota käytän tulevissa artikkeleissa haittaamaan AV1: n ja kolmen uuden MPEG-koodekin potentiaalista menestystä.
Huomaa, että kirjoitan ensisijaisesti julkaisijan näkökulmasta; ei soittimen tai kooderin toimittajan näkökulmasta.
- Alhaisen viiveen suoratoistoratkaisujen ymmärtäminen
- Parhaat PTZ-kamerat, sieppaus- ja suoratoistolaitteet
1. Mikä on koodekin vertailutehokkuus?
Koodekin tärkein tehtävä on pienentää suoratoistoa, joka tarvitaan videon toimittamiseen katsojillemme. Monissa tapauksissa tehokkuus mitataan H.264: n suhteen. Tämä näkyy kuvassa 1 Moskovan valtionyliopiston (MSU) HEVC-vertailuraportista vuonna 2015. Selityksenä MSU esittää tiedot aina käyttämällä x264-koodia, yhtä monista H.264-koodekkeista, 100% laadulla. Sitten kullekin toiselle koodekille se näyttää prosentuaalisen vähennyksen tai datanopeuden kasvun, joka tarvitaan saman laadun tuottamiseen kuin x264.
Esimerkiksi kaaviossa x265-koodekki voi tuottaa saman laadun kuin x264 74%: lla bittinopeudesta, tai noin 26%: n säästö. VP9-koodekki ei ole niin kaukana, 77%: lla, tai noin 23%: n säästö x264: llä.
Tämä säästö edustaa yhtä ensisijaista rahallista hyötyä, jonka uudemmat koodekit tarjoavat. X265: n käyttöönotto vuonna 2015 olisi vähentänyt kaistanleveyskustannuksia samanlaatuisen videon toimittamisesta HEVC-yhteensopiville soittimille 26%. VP9 olisi vähentänyt kaistanleveyskustannuksia 23%.
Ajattele koodekin mukauttamista kannattavuusanalyysiin. Tulovirtauksia on kaksi; säästöt toimituksille nykyisille asiakkaille, jotka juuri katimme, ja lisätulot asiakkaille uusilla markkinoilla, jotka käsittelen seuraavassa osiossa. Koodekkitoteutuksiin liittyy useita kustannuksia. Toimitat H.264-koodattua videota lähitulevaisuudessa, joten uusien koodekkien koodaus- ja tallennuskustannukset ovat molemmat lisäaineita. Sinun on myös päivitettävä soittimesi ja suoritettava jonkin verran testausta ja laadunvalvontaa.
Kaistanleveyden säästöt liittyvät tietysti kunkin videon katsojien määrään. Tässä on yksinkertainen esimerkki. Oletetaan, että koodaus HEVC-koodaus tikkaille maksaa 20,00 dollaria ja että säästät 0,01 dollaria kaistanleveyskuluissa katsojaa kohti. Kun 2000 katsojaa katselee videota, olet korvannut sen. Jos 2 miljoonaa katsojaa katselee videota, olet säästänyt 20 000 dollarin kaistanleveyskustannuksia. Siksi suurille yrityksille, kuten Netflix, YouTube, Amazon ja Facebook, on helpompi ottaa käyttöön uusia koodeja.
Koosta riippumatta, kun uuteen koodekkeihin liittyvät säästöt tai uudet tulot ylittävät käyttöönotto- ja muut kustannukset, on taloudellista järkevää ottaa käyttöön uusi koodekki. On selvää, että mitä suurempi pakkausteho on olemassa olevaan ratkaisuun verrattuna, sitä enemmän säästää kaistanleveyttä.
Kaiken tämän lisäksi 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 johtaa seuraavaan kysymykseen.
PRO-UUTISKIRJEÄäni + Video + IT. Toimittajamme ovat asiantuntijoita audio / video ja IT-integroinnissa. Hanki päivittäisiä oivalluksia, uutisia ja ammattimaista verkostoitumista. Tilaa Pro AV tänään.
2. Mitä uusia markkinoita tai alustoja koodekki mahdollistaa?
Kun Adobe lisäsi H.264-toiston Flashiin vuonna 2007, H.264 oli vain noin 15% tehokkaampi kuin VP6-koodekki, joka oli eniten käytetty Flash-koodekki ennen H.264: ää. Näistä vähäisistä säästöistä huolimatta, miksi useimmat julkaisijat siirtyivät H.264: een nopeasti ja täydellisesti? Koska vaikka VP6 ei toistu iPodilla, iPhoneilla tai muilla mobiililaitteilla, H.264 toisti. H.264: n ollessa sekä Flashissa että mobiililaitteiden hallitsevassa koodekissa julkaisijat voisivat pudottaa VP6: n ja saavuttaa kaksi markkinaa yhdellä koodekilla, täysin ei-älyllisellä.
Vastaavasti suurin osa julkaisijoista on ottanut käyttöön HEVC: n toimittamaan 4K- ja / tai korkean dynaamisen alueen (HDR) videoita älytelevisioihin, digibokseihin ja OTT-laitteisiin. Esimerkiksi vuoden 2022-2023 Global Media Format Report -raportissaan, joka raportoi heidän vuoden 2022-2023 tuotannostaan, encoding.com kertoi, että "odotamme volyymin erittäin merkittävää kasvua vuonna 2022-2023 UHD HDR -sisällön takia, koska sekä premium HDR -standardit Dolby Vision että HDR + kartoittavat HEVC-videoformaatissa. " Valitettavasti encoding.com ei ole päivittänyt raporttia vuoden 2022-2023 tuloksista.
Vastaavasti vihdoin Apple alkoi vihdoin tukea joko VP9: tä tai AV1: tä 4K AppleTV -laitteillaan, jotta katsojat voisivat katsella 4K-videoita YouTubessa. Tämä edellyttää, että Alliance Open Media -toimittajille, kuten Facebookille, Netflixille, YouTubelle ja Amazonille, on tärkeä merkitys AV1-käyttöönotossa.
Tärkeintä on, että jos koodekki ei salli uusia markkinoita, kaistanleveyden säästö on ainoa etu. Kuten todettiin, jostain syystä, suurimpien videojulkaisijoiden ulkopuolella harvat muut ovat pitäneet näitä säästöjä riittävänä motivaationa uusien koodekkien käyttöönottoon.
3. Kuinka koodausaika on?
Olemme puhuneet kannattavuusanalyysistä. Esitän tämän kysymyksen, koska ajan koodaus tarkoittaa suoraan koodauskustannuksia ja mitä korkeammat kustannukset, sitä vaikeampaa on saavuttaa kannattavuusraja.
Esimerkiksi AWS Elemental MediaConvert veloittaa 0,024 dollaria minuutissa H.264-koodauksesta, 0,048 dollaria minuutissa HEVC-koodauksesta ja 0,864 dollaria minuutissa AV1-koodauksesta. Onneksi AV1-koodausajat ovat laskeneet huomattavasti viime kuukausien aikana, ja olen varma, että alkuaineiden hinnoittelu seuraa. Silti, kun koodausajat ovat yhtä hyisiä kuin AV1: t ennen, tarvitset miljoonia näkymiä kerätäksesi kaistanleveyden säästöt, jotka ovat välttämättömiä kannattavuusrajan saavuttamiseksi.
4. Voidaanko se toteuttaa ohjelmistoina asiaankuuluvilla alustoilla?
Tämä kysymys kertoo kuinka nopeasti koodekki voidaan ottaa käyttöön palvelun kannalta merkityksellisillä alustoilla. Vuonna 2007, kun Adobe lisäsi H.264: n Flashiin, toisto oli lähes yleistä kaikissa tietokoneissa ja mobiililaitteissa. Sen sijaan HEVC: n kanssa mobiililaitteiden laitteistotuki oli välttämätöntä akkutehokkaalle toistolle, ja omistettu HEVC-dekoodauslaitteisto oli välttämätön useimmille älytelevisioille, digiboksille ja OTT-laitteille.
Ajan myötä yhä useammat laitteet alkoivat tukea HEVC: tä, ja nyt se on melkein kaikkialla nykyisen sukupolven tuotteissa, VP9: n ollessa vain hieman jäljessä. Mutta uudet koodekit, jotka edellyttävät laitteistoa tehokkaaseen toistoon, alkavat alusta.
Nyrkkisääntönä kestää noin kaksi vuotta, ennen kuin ensimmäiset laitteistotukea käyttävät kuluttajalaitteet tulevat näkyviin. Esimerkiksi AV1-määrittely valmistui vuoden 2022-2023 puolivälissä, ja ensimmäiset AV1-tuetut älytelevisiot toimitettiin vuoden 2022-2023 puolivälissä. Ei selvästikään ole väliä kuinka tehokas koodekki käynnistettäessä on; siitä tulee merkitystä vasta, kun toisto on käytettävissä huomattavalla määrällä alustoja, joille toimitat.
Mikä johtaa seuraavaan kysymykseen.
5. Tukeeko Alliance for Open Media -koodekkia?
Vaikka laitteistotuki vie kaksi vuotta, jos toistovaatimukset ovat vaatimattomat, toisto selaimessa tai mobiilikäyttöjärjestelmässä voi kestää muutaman viikon. Alliance for Open Media -jäsenet Microsoft, Google, Mozilla ja Apple hallitsevat kuitenkin suurinta osaa selaimista ja käyttöjärjestelmistä sekä niiden tukemista muodoista. Siksi HEVC: tä tuetaan vain seitsemän vuotta sen käynnistämisen jälkeen vain 16,99%: lla kaikista selaimista ja mobiilikäyttöjärjestelmistä, joita www.caniuse.com seuraa (kuva 2).
Viisi vuotta myöhemmin lanseeratun AV1: n vastaava määrä? 36,56%. Entä VP9, joka käynnistettiin suunnilleen samaan aikaan kuin HEVC? 94,52%.
Jos huomattava määrä katsojiasi katselee selaimissa ja mobiililaitteissa, alustan tuki vaikuttaa valtavasti talouteen. Tämä pätee erityisesti siksi, että ohjelmistotuki voidaan saavuttaa niin nopeasti.
Tässä vaiheessa näyttää epätodennäköiseltä, että AOM: n jäsenet tukisivat mitään MPEG-koodekkia, olivatpa ne sitten HEVC, VVC, EVC tai LCEVC. Joten missä standardipohjaisilla koodekeilla, kuten H.264 ja MPEG-2, oli aikanaan etusija, MPEG-koodekit ovat nyt selvästi epäedullisessa asemassa perinteisillä tietokone- ja matkapuhelinmarkkinoilla.
6. Onko koodekki MPEG-standardi?
Motion Picture Experts Group eli MPEG loi ja mainosti useita ääni- ja videokoodekkeja, jotka auttoivat siirtymään analogisesta videosta digitaaliseksi. Yhdessä vaiheessa MPEG-standardeilla, kuten MPEG-2 ja H.264, oli paljon selkeämpi polku menestykseen kuin omilla koodekkeillaan, kuten VP9. Nykyään tämä dynamiikka on muuttunut, joten vaikka standardointiprosessi tarjoaa uskottavuutta tietyille tekniikoille, se ei kuitenkaan ole tae menestyksestä?
Mikä on muuttunut? Melkein kaikki. Kun H.264 käynnistettiin vuonna 2003, lähetys oli kuningas, ja suoratoisto ei ollut koiran häntä, se oli kynsi. Suoratoisto on selvästi koira, ja se lähettää hännän, ja yrityksillä, jotka hallitsevat koodekkien käyttöönottoa selaimissa ja mobiili-käyttöjärjestelmissä, sekä sisältöyrityksillä, kuten Netflix ja YouTube, on uskomaton vaikutus koodekin käyttöönottoon.
Kuten puhun enemmän hetkessä, MPEG-2: n ja H.264: n kanssa, oli selkeä ja yhtenäinen rojaltipolitiikka, joka meni ulos ikkunasta HEVC: n kanssa, jolla on kolme patenttipoolia. Kaksi poolista on julkaissut hinnat ja vuotuiset ylärajat nousevat noin 10 miljoonasta dollarista H.264: lle yli 60 miljoonaan dollariin HEVC: lle. Toinen pooli ei julkaise hintojaan, eikä yli seitsemän vuotta HEVC: n julkaisun jälkeen ole vieläkään ilmoittanut, veloittavatko he sisällön rojaltit.
Ottaen huomioon koodekin käyttöönoton kaksivuotisen kehittämisjakson monet laitteistoyritykset päättivät ottaa käyttöön H.264: n ja HEVC: n, ennen kuin rojaltikäytäntö oli selvä. Post HEVC: n jälkeen suuret yritykset, kuten Apple ja Samsung, voivat viivästyttää tekniikan käyttöönottoa, kunnes rojaltikuva on selkeämpi, mikä voi lisätä vielä 24 kuukautta käyttöönottosykliin.
Lopuksi, videokoodekkien näkökulmasta, MPEG on supistunut MPEG-2: n, H.264: n ja HEVC: n välillä noin kymmenen vuoden jaksosta seitsemän vuoden jaksoon kolmelle uudelle videokoodekille, jotka valmistuvat vuonna 2022-2023. Varmasti kukin koodekki tarjoaa erilaisia ominaisuuksia, suorituskykyä ja muita ominaisuuksia, ja on epätodennäköistä, että kaikki saavuttavat saman kaupallisen hyväksynnän.
7. Mikä on teknologian omistus- ja kaupallistamismalli?
Useimmat koodekit ovat seurausta useiden osapuolten yhteistyöstä. Joillakin koodekkeilla tämä johtaa yhteen tai useampaan patenttipooliin, jotta yritykset voivat saada takaisin T & K-investointiensa kustannukset. Sen sijaan VP9: n kehitti yksinomaan Google, kun taas AV1: n kehitti Alliance for Open Media -yritykset, jotka kaikki antoivat patenttinsa AOM: lle maksutta.
Kuitenkin vain siksi, että yritys tai organisaatio väittää omistavansa kaikki oikeudet tekniikkaan, se ei tee niin. Vaikka Google väittää, että VP9 on avoimen lähdekoodin, samoin kuin AV1: n avoimen median allianssi, patenttipuolten ylläpitäjä Sisvel on käynnistänyt sekä VP9: n että AV1: n patenttipoolit toteamalla, että nämä koodekit hyödyntävät patenttien omistajien kattamia keksintöjä poolissaan (huomaa, että kirjailija neuvottelee Sisvelin kanssa näistä altaista).
Tietysti sekä H.264 että HEVC ovat rojaltivapaita sekä koodereille että dekoodereille ja joillekin sisältötyypeille, joten pelkän rojaltin olemassaolo ei tuomitse tekniikkaa. Pikemminkin mahdolliset lisenssinantajat huolehtivat kyseisen ryhmän yhteenkuuluvuudesta, heidän käyttöoikeusehtojensa selkeydestä ja siitä, kuinka nopeasti ne ovat käytettävissä.
8. Kuinka rojaltirakenne on asetettu?
Vuonna 2017 koodekikehittäjän Divideonin toimitusjohtaja Jonathan Samuelsson loi kuvassa 3 esitetyn graafisen kuvan, josta tuli HEVC-patenttien omistajien edustamien toimintahäiriöiden julistaja. Näet kolme allasta ja useita muita yrityksiä, jotkut erittäin merkittäviä, ei missään poolissa. Huomaa, että tämä on Samuelssonin suunnittelema alkuperäinen grafiikka; omistajakuva on muuttunut jonkin verran siitä lähtien.
On selvää, että jos olet potentiaalinen lisenssinantaja, haluaisit yhden poolin, joka sisältäisi kaikki tunnetut teknologian avustajat, mikä voi tosiasiassa tapahtua EVC: lle ja LCEVC: lle. Suurimmilla standardeilla on kuitenkin useampi kuin yksi pooli; lisenssinantajat haluavat oikea-aikaisen ja tunnetun rakenteen kaikille tärkeimmille avustajille. On merkittävää, että vaikka VVC-standardi valmistui heinäkuussa 2022-2023, on epätodennäköistä, että lisenssiehdot tunnetaan vasta vuoden 2022-2023 puoliväliin saakka. Jos ne näyttävät siltä kuin mitä näet kuvassa 3, VVC ei ehkä koskaan pääse maahan.
9. Onko sisällön rojaltti?
Jos olet suoratoistojulkaisija, kysymykset 4–8 määräävät, kuinka nopeasti laitteisto- ja ohjelmistokehittäjät voivat hyväksyä koodekin, joka hallitsee kuinka nopeasti voit aloittaa koodekin käytön katsojille toimittamiseksi. Tämä kysymys määrää, kuinka paljon sinulle suoratoistojulkaisijana maksaa sisällön asentaminen kyseisen koodekin kanssa.
Jälleen sisällön rojaltit eivät ole tuntemattomia eivätkä tuomitse koodekkia epäonnistumiseen; sekä HEVC: llä että H.264: llä on joitain sisältökorvauksia. Nämä kustannukset on kuitenkin tietysti lisättävä kannattavuusmalliin sen määrittämiseksi, milloin ja onko taloudellista järkevää ottaa käyttöön uusi koodekki.
Katse taaksepäin ja eteenpäin
Kun katsomme taaksepäin, on helppo ymmärtää, miksi H.264 oli (on) niin menestyvä: se tarjosi vaatimattomia kaistanleveyssäästöjä, mutta toisti Flash-tietokoneella heti tietokoneilla ja tarjosi pääsyn uusille markkinoille (mobiili). Lisensointia hallitsi yksi patenttipooli, jolla oli enemmistö liitännäispatenteista, ja vaikka laitteistotoistoa vaadittiin mobiililaitteiden H.264-toistoa varten, laitteistotuki oli aluksi lähes yleismaailmallinen ja siitä tuli pian kaikkialla.
Sitä vastoin HEVC esitteli hyvin epäyhtenäisen lisensointirakenteen, joka ei kannustanut tekniikan käyttöönottoa. Vaikka HEVC-tuki on melkein yleismaailmallinen mobiililaitteissa, älytelevisioissa ja uusimpien sukupolvien OTT-laitteissa, selaintuen puute vähentää investointien kokonaistuottoa, kun taas sisällön rojaltien epäselvyys on valtava huolenaihe monille kustantajille. Tämän seurauksena HEVC on toteutettu ensisijaisesti julkaisijoiden jakelemana 4K- ja HDR-videoita olohuoneeseen.