Krajina kodekov se spreminja, do konca leta 2022-2023 prihaja šest novih kodekov. Na začetku leta 2022-2023 je večina proizvajalcev pretočnih videov kodirala izključno s kodekom H.264, ki je izšel leta 2003. Nekateri večji založniki, kot so Netflix, Amazon, YouTube in Facebook sta razvila tudi naslednika, ki temelji na standardih H.264, kodek HEVC in / ali Googlov kodek VP9. Škropljenje proizvajalcev, ki so eksperimentirali s kodekom AV1 Alliance for Open Media. Poleg teh štirih obstoječih kodekov bo MPEG leta 2022-2023 predstavil še tri nove kodeke, vsestransko kodiranje videa (VVC), bistveno kodiranje videa (EVC) in video kodiranje z nizko zapletenostjo (LCEVC).
Do konca leta 2022-2023 je treba razmisliti o šestih novih kodekih, zato je treba pregledati dejavnike, ki prispevajo k uspešnemu sprejetju kodeka. V tem članku bom te dejavnike pregledal s pomočjo H.264 in HEVC ter ustvaril okvir za analizo, ki ga bom uporabil v prihodnjih člankih, da bom omenil potencialni uspeh AV1 in treh novih MPEG kodekov.
Upoštevajte, da bom pisal predvsem z vidika založbe; ne z vidika predvajalnika ali prodajalca kodirnika.
- Razumevanje rešitev za pretakanje z nizko zakasnitvijo
- Najboljše PTZ kamere, naprave za zajemanje in pretakanje
1. Kakšna je primerjalna učinkovitost kodeka?
Najpomembnejša vloga kodeka je zmanjšati velikost toka, potrebnega za dostavo videoposnetka našim gledalcem. V mnogih primerih se učinkovitost meri glede na H.264. To vidite na sliki 1 iz poročila o primerjavi HEVC za leto 2015 z Moskovske državne univerze (MSU). Kot razlago MSU svoje podatke vedno predstavi s pomočjo x264, enega od številnih kodekov H.264, s 100-odstotno kakovostjo. Nato medsebojno kodek prikazuje odstotek zmanjšanja ali povečanja hitrosti prenosa podatkov, potreben za izdelavo enake kakovosti kot x264.
Na primer, v grafikonu lahko kodek x265 zagotavlja enako kakovost kot x264 pri 74% bitne hitrosti ali prihranek približno 26%. Kodek VP9 prav tako ne zaostaja, saj znaša 77% ali prihranek približno 23% v primerjavi z x264.
Ta prihranek predstavlja eno primarno denarno korist, ki jo prinašajo novejši kodeki. Uvedba x265 leta 2015 bi zmanjšala stroške pasovne širine za dobavo enako kakovostnega videa predvajalnikom, ki podpirajo HEVC, za 26%. VP9 bi znižal stroške pasovne širine za 23%.
Prilagoditev kodeka si predstavljajte kot analizo donosa. Obstajata dva vira dotokov; prihranki za dostavo obstoječim strankam, ki smo jih pravkar pokrili, in dodatni prihodek strankam na novih trgih, ki jih bom obravnaval v naslednjem poglavju. Z izvedbami kodekov je povezanih več stroškov. Videoposnetek, kodiran po H.264, boste dostavili v bližnji prihodnosti, zato sta stroški kodiranja in shranjevanja novih kodekov dodatna. Prav tako boste morali posodobiti predvajalnik in opraviti nekaj ukrepov za testiranje in QC.
Prihranek pasovne širine se očitno nanaša na število gledalcev posameznega videoposnetka. Tu je preprost primer. Predpostavimo, da stane kodiranje v lestvico HEVC 20,00 USD in da ste prihranili 0,01 USD pri stroških pasovne širine na gledalca. Ko si videoposnetek ogleda 2.000 gledalcev, ste vi poravnali to ceno. Če si videoposnetek ogleda 2 milijona gledalcev, ste prihranili 20.000 USD pri pasovni širini. Zato velika podjetja, kot so Netflix, YouTube, Amazon in Facebook, lažje uvajajo nove kode.
Ne glede na velikost, kadar prihranki ali novi prihodki, povezani z novim kodekom, presegajo implementacijo in druge stroške, je smiselno uvesti nov kodek. Očitno je, da večja je učinkovitost stiskanja v primerjavi z obstoječo rešitvijo, večji so prihranki pasovne širine.
Vse to ob strani, velika večina novih uvedb kodekov ni namenjena prihranku pasovne širine ali drugim učinkom dostave. Edini vrh založnikov piramid, kot so Netflix, Facebook in YouTube, je uvedel VP9, čeprav je trenutno približno 35–40% učinkovitejši od x264. Namesto tega založniki običajno sprejmejo nove kodeke, kot je HEVC, ker odpira trge za nove stranke.
To vodi do naslednjega vprašanja.
PRO NOVICEAvdio + Video + IT. Naši uredniki so strokovnjaki za povezovanje avdio / video in IT. Pridobite vsakodnevne vpoglede, novice in profesionalno mreženje. Naročite se na Pro AV danes.
2. Katere nove trge ali platforme kodek omogoča?
Ko je Adobe leta 2007 v Flash dodal predvajanje H.264, je bil H.264 le približno 15% učinkovitejši od kodeka VP6, ki je bil najpogosteje uporabljen kodek Flash pred H.264. Zakaj je večina založnikov kljub tem skromnim prihrankom hitro in v celoti prešla na H.264? Ker se VP6 sicer ni predvajal na iPodih, iPhonih ali drugih mobilnih napravah, je H.264 to storil. Založniki bi lahko s H.264 v Flash-u in s prevladujočim kodekom v mobilnih napravah spustili VP6 in z enim kodekom dosegli dva trga, kar je povsem brez težav.
Podobno je večina založnikov uvedla HEVC za dostavo videoposnetkov 4K in / ali videoposnetkov z visokim dinamičnim razponom (HDR) pametnim televizorjem, sprejemnikom in napravam OTT. Na primer, v poročilu Global Media Format za leto 2022-2023, ki je poročalo o njihovi proizvodnji za leto 2022-2023, je encoding.com poročal, da „predvidevamo zelo znatno povečanje obsega v letu 2022-2023, ki ga bo spodbudila vsebina UHD HDR, saj se tako vrhunska HDR standarda Dolby Vision kot HDR + video format HEVC. " Na žalost encoding.com tega poročila ni posodobil za rezultate za leto 2022-2023.
Podobno je Apple končno začel podpirati VP9 ali AV1 na svojih 4K napravah AppleTV, tako da so lahko njihovi gledalci gledali videoposnetke 4K v YouTubu. To napoveduje pomen, ki ga bodo imeli proizvajalci Alliance for Open Media, kot so Facebook, Netflix, YouTube in Amazon, pri sprejemanju AV1.
Bistvo je, da če kodek ne omogoča novih trgov, je prihranek pasovne širine edina korist. Kot smo že omenili, so izven največjih video založnikov le redkim drugi prihranili dovolj prihranka za uvedbo novih kodekov.
3. Kako je s časom kodiranja?
Govorili smo o analizi brezhibnosti. To vprašanje zastavljam, ker se čas kodiranja neposredno prevede v stroške kodiranja in višji kot so stroški, težje je doseči brezposelnost.
Primer: AWS Elemental MediaConvert zaračuna 0,024 USD na minuto za kodiranje H.264, 0,048 USD na minuto za HEVC kodiranje in 0,864 USD na minuto za AV1 kodiranje. Na srečo so se časi kodiranja AV1 v zadnjih mesecih zelo zmanjšali in prepričan sem, da bodo sledile cene Elementala. Kljub temu, da so časi kodiranja tako ledeni kot nekoč AV1, potrebujete milijone ogledov, da zberete prihranke pasovne širine, potrebne za dosego preloma.
4. Ali ga je mogoče uporabiti v programski opremi na ustreznih platformah?
To vprašanje govori o tem, kako hitro je mogoče kodek implementirati na platformah, pomembnih za vašo storitev. Leta 2007, ko je Adobe Flash-u dodal H.264, je bilo predvajanje skoraj univerzalno v vseh računalnikih in mobilnih napravah. Nasprotno pa je bila pri HEVC za varčno predvajanje baterij potrebna strojna podpora na mobilnih napravah, namenjena strojna oprema za dekodiranje HEVC pa pri večini pametnih televizorjev, sprejemnikov in naprav OTT.
Sčasoma je vedno več naprav začelo podpirati HEVC, zdaj pa je v izdelkih sedanje generacije skoraj povsod, VP9 pa le malo zaostaja. Toda novi kodeki, ki za učinkovito predvajanje zahtevajo strojno opremo, se začnejo iz nič.
Praviloma traja približno dve leti, da se pojavijo prve potrošniške naprave s strojno podporo. Kot primer, je bila specifikacija AV1 dokončana sredi leta 2022-2023, prvi pametni televizorji s podporo za AV1 pa so bili dobavljeni sredi leta 2022-2023. Očitno ni vseeno, kako učinkovit je kodek ob zagonu; postane pomemben šele, ko je predvajanje na voljo na precejšnjem številu platform, na katere dostavljate.
Kar vodi do naslednjega vprašanja.
5. Ali Alliance for Open Media podpira kodek?
Medtem ko traja dve leti za podporo strojne opreme, če so zahteve za predvajanje skromne, lahko predvajanje v brskalniku ali mobilnem operacijskem sistemu traja nekaj tednov. Vendar člani Alliance for Open Media, Microsoft, Google, Mozilla in Apple nadzorujejo večino brskalnikov in operacijskih sistemov ter formate, ki jih podpirajo. Zato je polnih sedem let po zagonu HEVC podprt le v 16,99% vseh brskalnikov in mobilnih operacijskih sistemov, ki jih spremlja www.caniuse.com (slika 2).
Primerljivo število za AV1, ki je bilo predstavljeno pet let pozneje? 36,56%. Kaj pa VP9, ki je bil predstavljen približno istočasno kot HEVC? 94,52%.
Če veliko gledalcev gleda v brskalnikih in mobilnih napravah, podpora platformi močno vpliva na ekonomijo. To še posebej velja, ker je programsko podporo mogoče doseči tako hitro.
V tem trenutku se zdi malo verjetno, da bi člani AOM podpirali kateri koli kodek MPEG, ne glede na to, ali je HEVC, VVC, EVC ali LCEVC. Torej, kjer so nekoč prevladovali kodeki, ki temeljijo na standardih, kot sta H.264 in MPEG-2, so kodeki MPEG zdaj v izrazito slabšem položaju na tradicionalnih trgih računalnikov in mobilnih naprav.
6. Ali je kodek standard MPEG?
Skupina strokovnjakov za gibanje slik (MPEG) je ustvarila in promovirala več avdio in video kodekov, ki so pomagali pri prehodu analognega videa v digitalni. Nekoč so imeli standardi MPEG, kot sta MPEG-2 in H.264, veliko jasnejše poti do uspeha kot lastniški kodeki, kot je VP9. Danes se je ta dinamika spremenila, zato postopek standardizacije, čeprav zagotavlja verodostojnost določenih tehnologij, ni zagotovilo za uspeh?
Kaj se je spremenilo? Skoraj vse. Takrat, ko se je leta 2003 začel H.264, je bila oddaja kraljevska, pretakanje pa ni bil rep psa, je bil noht. Zdaj je pretakanje očitno pes in oddaja rep, podjetja, ki nadzorujejo uvajanje kodekov v brskalnike in mobilne operacijske sisteme, ter podjetja z vsebinami, kot sta Netflix in YouTube, pa neverjetno vplivajo na uvajanje kodekov.
Ker bom v nadaljevanju govoril o več, je pri MPEG-2 in H.264 obstajala jasna in kohezivna politika o licenčninah, ki se je pojavila s HEVC, ki ima tri skupine patentov. Dva bazena sta objavila stopnje, letne zgornje meje pa skočijo s približno 10 milijonov dolarjev za H.264 na več kot 60 milijonov dolarjev za HEVC. Drugi bazen svojih cen ne objavlja in več kot sedem let po izidu HEVC še vedno ni navedel, ali bodo zaračunavali licenčnine za vsebino.
Številna podjetja, ki se ukvarjajo s strojno opremo, so se zavedala dvoletnega razvojnega cikla za uvajanje kodekov, preden so se pravila o licenčninah jasno razvila. Po objavi HEVC bodo velika podjetja, kot sta Apple in Samsung, morda odložila sprejetje tehnologije, dokler ne bo jasnejša avtorska pravica, kar bi lahko dodalo še dodatnih 24 mesecev v cikel sprejemanja.
Nazadnje, z vidika video kodeka se je MPEG od približno desetletnega cikla med MPEG-2, H.264 in HEVC skrčil na sedemletni cikel za tri dodatne video kodeke, ki bodo dokončani leta 2022-2023. Vsekakor je vsak kodek ponuja različen nabor funkcij, zmogljivosti in drugih značilnosti in malo verjetno je, da bodo vsi dosegli enako komercialno uveljavitev.
7. Kakšen je model lastništva in monetizacije tehnologije?
Večina kodekov je rezultat sodelovanja več strani. Pri nekaterih kodekih to povzroči enega ali več patentnih skladov, ki podjetjem omogočajo povračilo stroškov njihovih naložb v raziskave in razvoj. Nasprotno pa je VP9 razvil izključno Google, medtem ko je AV1 razvilo podjetje Alliance for Open Media, ki so vsa svoja patenta prispevala k AOM brezplačno.
Ker pa podjetje ali organizacija trdi, da ima v lasti vse pravice do tehnologije, tega ne pomeni. Čeprav Google trdi, da je VP9 odprtokodna, tako kot zavezništvo za odprte medije za AV1, je skrbnik zbirke patentov Sisvel uvedel zbirke patentov za VP9 in AV1, pri čemer navaja, da ti kodeki v svojih skladih uporabljajo izume, ki jih pokrivajo lastniki patentov (upoštevajte, da avtor se glede teh bazenov posvetuje s Sisvelom).
Seveda sta tako H.264 kot HEVC licenčna za enkoderje in dekoderje ter nekatere vrste vsebin, tako da zgolj obstoj licenčnine ne obsodi tehnologije. Potencialni dajalci licenc so bolj pozorni na povezanost te skupine, jasnost njihovih licenčnih pogojev in kako hitro so na voljo.
8. Kako nastavljena je struktura licenčnin?
Leta 2017 je Jonathan Samuelsson, izvršni direktor razvijalca kodekov Divideon, ustvaril grafiko, prikazano na sliki 3, ki je postala otrok plakata za disfunkcionalnost, ki jo predstavljajo lastniki patentov, povezanih s HEVC. Vidite tri bazene in več dodatnih podjetij, nekaj zelo pomembnih, ki niso v nobenem združenju. Upoštevajte, da je to izvirna grafika, ki jo je oblikoval Samuelsson; lastniška slika se je od takrat nekoliko spremenila.
Jasno je, da če bi bili potencialni dajalec licence, bi raje imeli en sam bazen, ki bi vključeval vse znane tehnološke sodelavce, kar bi se dejansko lahko zgodilo za EVC in LCEVC. Kljub temu ima večina glavnih standardov več kot en bazen; dajalci licenc želijo pravočasno in znano strukturo za vse večje sodelujoče. Pomembno je, da čeprav je standard VVC dokončno oblikovan julija 2022-2023, je malo verjetno, da bodo pogoji licenciranja znani do sredine leta 2022-2023. Če so videti podobno kot vidite na sliki 3, se VVC morda nikoli ne oddalji od tal.
9. Ali obstaja vsebinska licenčnina?
Če ste založnik pretakanja, vprašanja 4-8 narekujejo, kako hitro lahko kodek sprejmejo razvijalci strojne in programske opreme, kar nadzoruje, kako hitro lahko začnete uporabljati kodek, da ga dostavite svojim gledalcem. To vprašanje določa, koliko vas bo kot pretočni založnik stalo uvajanje vsebine s tem kodekom.
Še enkrat, avtorski honorarji za vsebino niso nezaslišani in kodeka ne obsojajo na neuspeh; tako HEVC kot H.264 imata nekaj vsebinskih licenčnin. Očitno pa je treba te stroške vključiti v model brezhibnosti, da se ugotovi, kdaj in ali je smiselno uvesti nov kodek.
Pogled nazaj in naprej
Če se ozremo nazaj, lahko ugotovimo, zakaj je bil H.264 tako uspešen: ponujal je skromne prihranke pasovne širine, a se je v računalnikih predvajal takoj po zaslugi Flash in ponudil vstop na nov trg (mobilni telefon). Licenciranje je nadzoroval en sam patentni sklad, ki je vseboval večino povezanih patentov, in čeprav je bilo za predvajanje H.264 na mobilnih napravah potrebno predvajanje strojne opreme, je bila podpora strojne opreme za začetek skoraj univerzalna in kmalu postala vseprisotna.
V nasprotju s tem je HEVC debitiral z zelo neenotno licenčno strukturo, ki je odvračala od sprejetja tehnologije. Čeprav je podpora za HEVC skoraj univerzalna za mobilne naprave, pametne televizorje in najnovejše generacije naprav OTT, pomanjkanje podpore brskalnikov zmanjšuje splošno donosnost naložbe, medtem ko pomanjkanje jasnosti glede avtorskih honorarjev veliko skrbi za številne založnike. Posledično so HEVC izvajali predvsem založniki, ki so v dnevno sobo distribuirali videoposnetke 4K in HDR.
