Krajina kodeků se mění a do konce roku 2022-2023 přichází šest nových kodeků. Na začátku roku 2022-2023 většina producentů streamovaného videa kódovala výhradně kodek H.264, který debutoval v roce 2003. Někteří větší vydavatelé jako Netflix, Amazon, YouTube a Facebook také nasadily nástupce standardu H.264, kodek HEVC nebo kodek Google VP9. Kropení producentů experimentovalo s kodekem AV1 Alliance for Open Media. Kromě těchto čtyř existujících kodeků zahájí v roce 2022-2023 MPEG tři nové kodeky, Versatile Video Coding (VVC), Essential Video Coding (EVC) a Low Complexity Enhancement Video Coding (LCEVC).
Se šesti novými kodeky, které je třeba zvážit do konce roku 2022-2023, stojí za to přezkoumat faktory, které přispívají k úspěšnému přijetí kodeku. V tomto článku přezkoumám tyto faktory pomocí H.264 a HEVC a vytvořím analytický rámec, který použiji v budoucích článcích k znehodnocení potenciálního úspěchu AV1 a tří nových kodeků MPEG.
Všimněte si, že píšu primárně z pohledu vydavatele; ne z pohledu hráče nebo dodavatele kodéru.
- Porozumění streamovacím řešením s nízkou latencí
- Nejlepší PTZ kamery, snímací a streamovací zařízení
1. Jaká je komparativní účinnost kodeku?
Nejdůležitější rolí kodeku je zmenšit velikost streamu potřebného k doručení videa našim divákům. V mnoha případech se účinnost měří proti H.264. Vidíte to na obrázku 1 ze zprávy o srovnání HEVC za rok 2015 z Moskevské státní univerzity (MSU). Pro vysvětlení MSU vždy prezentuje svá data pomocí x264, jednoho z několika kodeků H.264, ve 100% kvalitě. Potom pro každý další kodek zobrazuje procentuální snížení nebo zvýšení rychlosti přenosu dat potřebné k dosažení stejné kvality jako x264.
Například v grafu může kodek x265 poskytovat stejnou kvalitu jako x264 při 74% datového toku nebo úsporu přibližně 26%. Kodek VP9 není tak pozadu, na 77%, nebo úspora asi 23% oproti x264.
Tato úspora představuje jednu primární peněžní výhodu poskytovanou novějšími kodeky. Implementace x265 v roce 2015 by snížila náklady na šířku pásma pro dodání videa stejné kvality hráčům schopným HEVC o 26%. VP9 by snížil náklady na šířku pásma o 23%.
Přemýšlejte o adaptaci kodeku jako o zlomové analýze. Existují dva zdroje přílivu; úspory za doručení stávajícím zákazníkům, které jsme právě pokryli, a další příjmy zákazníkům na nových trzích, kterým se budu věnovat v další části. S implementacemi kodeků je spojeno několik nákladů. V dohledné budoucnosti budete dodávat video s kódováním H.264, takže náklady na kódování a úložiště pro nové kodeky jsou aditivní. Budete také muset aktualizovat svůj přehrávač a provést určitou míru testování a kontroly kvality.
Úspora šířky pásma zjevně souvisí s počtem diváků u každého videa. Zde je jednoduchý příklad. Předpokládejme, že kódování do žebříčku kódování HEVC stojí 20,00 $ a že jste ušetřili 0,01 $ v nákladech na šířku pásma na diváka. Jakmile si video prohlédne 2 000 diváků, vynahradili jste si tuto cenu. Pokud video sledují 2 miliony diváků, ušetřili jste náklady na šířku pásma 20 000 $. Proto je pro velké společnosti, jako je Netflix, YouTube, Amazon a Facebook, snazší nasazení nových kódů.
Bez ohledu na velikost, když úspory nebo nové výnosy spojené s novým kodekem překročí implementaci a další náklady, má z finančního hlediska smysl nasadit nový kodek. Je zřejmé, že čím vyšší je účinnost komprese oproti stávajícímu řešení, tím větší jsou úspory šířky pásma.
Kromě toho drtivá většina nových nasazení kodeků neslouží ke sklizni úspor šířky pásma nebo jiné efektivity doručování. Pouze tip vydavatelů pyramid jako Netflix, Facebook a YouTube nasadil VP9, přestože je v současné době o 35-40% efektivnější než x264. Spíše vydavatelé obvykle přijímají nové kodeky jako HEVC, protože otevírají trhy novým zákazníkům.
To vede k další otázce.
PRO NEWSLETTERAudio + Video + IT. Naši redaktoři jsou odborníci na integraci audio / video a IT. Získejte denní přehledy, zprávy a profesionální síťové připojení. Přihlaste se k odběru Pro AV ještě dnes.
2. Jaké nové trhy nebo platformy kodek umožňuje?
Když společnost Adobe v roce 2007 přidala do přehrávače Flash přehrávání H.264, byla H.264 efektivnější jen o 15% než kodek VP6, který byl před H.264 nejpoužívanějším kodekem Flash. Navzdory těmto skromným úsporám, proč většina vydavatelů rychle a úplně převedla na H.264? Protože zatímco VP6 nehrál na iPodech, iPhonech nebo jiných mobilních zařízeních, H.264 ano. S H.264 ve Flashi a převládajícím kodekem na mobilních zařízeních by vydavatelé mohli upustit od VP6 a dosáhnout dvou trhů s jediným kodekem, což je naprostá zápletka.
Podobně většina vydavatelů nasadila HEVC k doručování videí v rozlišení 4K a / nebo s vysokým dynamickým rozsahem (HDR) do inteligentních televizorů, set-top boxů a zařízení OTT. Například ve své zprávě Global Media Format Report z roku 2022-2023, která informovala o jejich produkci v roce 2022-2023, společnost encoding.com uvedla, že „v roce 2022-2023 očekáváme velmi podstatné zvýšení objemu díky obsahu UHD HDR, protože oba prémiové standardy HDR Dolby Vision a HDR + mapují na video formát HEVC. “ Stránka encoding.com bohužel neaktualizovala tento přehled výsledků roku 2022-2023.
Podobně konečně Apple začal podporovat na svých zařízeních AppleTV 4K buď VP9 nebo AV1, aby jejich diváci mohli sledovat videa 4K na YouTube. To předznamenává důležitost, kterou budou mít při přijetí AV1 Aliance pro dodavatele Open Media, jako je Facebook, Netflix, YouTube a Amazon.
Závěrem je, že pokud kodek neumožňuje žádné nové trhy, jedinou výhodou jsou úspory šířky pásma. Jak již bylo uvedeno, z jakéhokoli důvodu, mimo největší vydavatele videí, našlo několik dalších tyto úspory dostatečnou motivaci k nasazení nových kodeků.
3. Jaký je čas kódování?
Mluvili jsme o zlomové analýze. Ptám se na tuto otázku, protože čas kódování se promítá přímo do nákladů na kódování a čím vyšší jsou náklady, tím těžší je dosáhnout zlomového bodu.
Například AWS Elemental MediaConvert účtuje 0,024 $ za minutu za kódování H.264, 0,048 $ za minutu za kódování HEVC a 0,864 $ za minutu za kódování AV1. Naštěstí časy kódování AV1 za posledních několik měsíců velmi významně poklesly a jsem si jist, že ceny Elemental budou následovat. Přesto, když jsou časy kódování stejně glaciální jako dříve AV1, potřebujete miliony zobrazení, abyste akumulovali úspory šířky pásma potřebné k dosažení zlomového výsledku.
4. Lze jej implementovat do softwaru na příslušných platformách?
Tato otázka hovoří o tom, jak rychle lze kodek implementovat na platformách relevantních pro vaši službu. V roce 2007, kdy společnost Adobe přidala do aplikace Flash formát H.264, bylo přehrávání téměř univerzální na všech počítačích a mobilních zařízeních. Naproti tomu u HEVC byla pro přehrávání z hlediska baterie nutná hardwarová podpora mobilních zařízení a u většiny chytrých televizorů, set-top boxů a zařízení OTT byla nutná specializovaná dekódovací hardware HEVC.
Postupem času začalo více a více zařízení podporovat HEVC a nyní je v produktech současné generace téměř všudypřítomné, s VP9 jen mírně pozadu. Nové kodeky, které vyžadují hardware pro efektivní přehrávání, však začínají od nuly.
Zpravidla trvá přibližně dva roky, než se objeví první spotřebitelská zařízení s hardwarovou podporou. Specifikace AV1 byla finalizována v polovině roku 2022-2023 a první inteligentní televizory s podporou AV1 byly dodány v polovině roku 2022-2023. Je zřejmé, že nezáleží na tom, jak efektivní je kodek při spuštění; stane se relevantní pouze tehdy, když je přehrávání k dispozici na podstatném počtu platforem, na které dodáváte.
Což vede k další otázce.
5. Podporuje Alliance for Open Media kodek?
Zatímco hardwarová podpora trvá dva roky, pokud jsou požadavky na přehrávání skromné, přehrávání v prohlížeči nebo mobilním operačním systému může trvat několik týdnů. Členové Alliance for Open Media Microsoft, Google, Mozilla a Apple však ovládají většinu prohlížečů a operačních systémů a formáty, které podporují. Proto je HEVC celých sedm let po svém uvedení podporováno pouze u 16,99% všech prohlížečů a mobilních operačních systémů sledovaných webem www.caniuse.com (obrázek 2).
Srovnatelný počet pro AV1, který byl uveden na trh o pět let později? 36,56%. A co VP9, který byl spuštěn přibližně ve stejnou dobu jako HEVC? 94,52%.
Pokud značný počet vašich diváků sleduje v prohlížečích a mobilních zařízeních, přináší podpora platformy obrovský rozdíl v ekonomice. To platí zejména proto, že softwarové podpory lze dosáhnout tak rychle.
V tomto okamžiku se zdá nepravděpodobné, že by členové AOM podporovali jakýkoli kodek MPEG, ať už HEVC, VVC, EVC nebo LCEVC. Takže tam, kde kdysi převládaly kodeky založené na standardech jako H.264 a MPEG-2, jsou nyní kodeky MPEG na tradičních počítačových a mobilních trzích v nevýhodě.
6. Je kodek standardem MPEG?
Skupina Motion Pictures Experts Group (MPEG) vytvořila a propagovala několik zvukových a video kodeků, které pomohly převést analogové video na digitální. V jednom okamžiku měly standardy MPEG jako MPEG-2 a H.264 mnohem jasnější cestu k úspěchu než proprietární kodeky jako VP9. Dnes se tato dynamika změnila, takže i když standardizační proces poskytuje důvěryhodnost určitým technologiím, není to záruka úspěchu?
Co se změnilo? Téměř vše. Když byl v roce 2003 spuštěn H.264, vysílání bylo králem a streamování nebylo ocasem psa, byl to nehet. Nyní je streaming jednoznačně pes a vysílá ocas a společnosti, které řídí nasazení kodeků v prohlížečích a mobilních operačních systémech, a obsahové společnosti jako Netflix a YouTube, mají neuvěřitelný vliv na nasazení kodeku.
Jak v tuto chvíli budu hovořit o více, u MPEG-2 a H.264 existovala jasná a soudržná politika licenčních poplatků, která vyšla z okna s HEVC, která má tři patentové fondy. Dva z těchto fondů zveřejnily sazby a roční stropy poskočí z přibližně 10 milionů $ na H.264 na více než 60 milionů $ na HEVC. Druhá skupina nezveřejňuje své sazby a více než sedm let po vydání HEVC stále neuvedla, zda bude účtovat licenční poplatky za obsah.
S ohledem na dvouletý vývojový cyklus nasazení kodeků se mnoho hardwarových společností rozhodlo nasadit H.264 a HEVC dříve, než byla jasná politika licenčních poplatků. Post HEVC, velké společnosti jako Apple a Samsung mohou oddálit přijetí technologie, dokud nebude jasnější obrázek, což by mohlo přidat dalších 24 měsíců do cyklu přijetí.
A konečně, z pohledu video kodeků, MPEG uzavřelo kontrakt z přibližně desetiletého cyklu mezi MPEG-2, H.264 a HEVC, na sedmiletý cyklus, v němž budou v roce 2022-2023 dokončeny tři další videokodeky. kodek nabízí jinou škálu funkcí, výkonu a dalších charakteristik a je nepravděpodobné, že všichni dosáhnou stejného komerčního přijetí.
7. Co je model vlastnictví a zpeněžení technologie?
Většina kodeků je výsledkem spolupráce mezi více stranami. U některých kodeků to vede k jednomu nebo více patentovým fondům, které společnostem umožní získat zpět náklady na investice do výzkumu a vývoje. Naproti tomu VP9 byl vyvinut výhradně společností Google, zatímco AV1 byl vyvinut společností Alliance for Open Media, které všechny přispěly svými patenty AOM bez licenčních poplatků.
Pouhá skutečnost, že společnost nebo organizace tvrdí, že vlastní veškerá práva na technologii, to však ještě nečiní. Ačkoli Google tvrdí, že VP9 je otevřený zdroj, stejně jako Aliance pro otevřená média pro AV1, správce patentových fondů Sisvel spustil patentové fondy pro VP9 i AV1 s tím, že tyto kodeky využívají vynálezy pokryté vlastníky patentů ve svých fondech (všimněte si, že autor ohledně těchto fondů konzultuje se společností Sisvel).
Samozřejmě, že H.264 i HEVC jsou licenční pro kodéry i dekodéry a některé typy obsahu, takže pouhá existence licenčního poplatku nepředstavuje zánik technologie. Potenciálním poskytovatelům licencí spíše záleží na soudržnosti této skupiny, jasnosti jejich licenčních podmínek a na tom, jak rychle jsou k dispozici.
8. Jak nastavená je struktura poplatků?
V roce 2017 vytvořil Jonathan Samuelsson, generální ředitel vývojáře kodeků Divideon, grafiku znázorněnou na obrázku 3, která se stala plakátovým dítětem dysfunkčnosti představované majiteli patentů souvisejících s HEVC. Uvidíte tři fondy a několik dalších společností, některé velmi významné, nikoli v žádném fondu. Toto je původní grafika navržená Samuelssonem; obraz vlastnictví se od té doby poněkud změnil.
Je zřejmé, že pokud jste potenciálním poskytovatelem licence, upřednostňujete jednotnou skupinu zahrnující všechny známé přispěvatele technologií, což by se ve skutečnosti mohlo stát pro EVC a LCEVC. To znamená, že většina hlavních standardů má více než jeden fond; to, co poskytovatelé licencí chtějí, je včasná a známá struktura pro všechny hlavní přispěvatele. Je důležité, že ačkoli byl standard VVC dokončen v červenci 2022-2023, je nepravděpodobné, že licenční podmínky budou známy až do poloviny roku 2022-2023. Pokud vypadají podobně jako to, co vidíte na obrázku 3, VVC to možná nikdy nezvládne.
9. Existuje licenční poplatek za obsah?
Pokud jste streamujícím vydavatelem, otázky 4–8 určují, jak rychle mohou kodek přijmout vývojáři hardwaru a softwaru, což určuje, jak rychle můžete kodek začít používat k doručování divákům. Tato otázka určuje, kolik vás jako streamujícího vydavatele bude stát nasazení obsahu pomocí tohoto kodeku.
Opět platí, že licenční poplatky za obsah nejsou neslýchané a nepředstavují kodek selhání; jak HEVC, tak H.264 mají určité licenční poplatky za obsah. Je zřejmé, že je však nutné tyto náklady vložit do modelu breakeven, aby bylo možné určit, kdy a jestli má ekonomický smysl nasadit nový kodek.
Při pohledu dozadu a dopředu
Při pohledu zpět je snadné pochopit, proč byl H.264 (je) tak úspěšný: nabídl mírné úspory šířky pásma, ale díky Flash se okamžitě hrál na počítačích a nabídl vstup na nový trh (mobilní). Licencování bylo řízeno jediným patentovým fondem, který obsahoval většinu souvisejících patentů, a přestože bylo pro přehrávání H.264 na mobilních zařízeních vyžadováno přehrávání hardwaru, hardwarová podpora byla od začátku téměř univerzální a brzy se stala všudypřítomnou.
Naproti tomu společnost HEVC debutovala velmi nesouvislou licenční strukturou, která odrazovala od přijetí technologie. Ačkoli podpora HEVC je téměř univerzální u mobilních zařízení, chytrých televizorů a nejnovějších generací zařízení OTT, nedostatek podpory prohlížečů snižuje celkovou návratnost investic, zatímco nedostatek jasnosti ohledně licenčních poplatků za obsah je velkým problémem mnoha vydavatelů. Výsledkem je, že HEVC byl implementován především vydavateli distribuujícími videa 4K a HDR do obývacího pokoje.
