Codifica video versatile (VVC): avrà successo?

Oggi mi concentro strettamente sul Versatile Video Coding (VVC) e sul suo potenziale di successo commerciale. Per ulteriori informazioni, dai un'occhiata al mio articolo Come prevedere il successo del codec: ho identificato nove domande che rivelano i fattori critici che determineranno in gran parte se e quando un codec raggiungerà il successo commerciale.

Con questo in mente, applicherò queste domande a Versatile Video Coding (VVC), un codec basato su standard che è stato finalizzato a luglio. Ti suggerisco di scansionare almeno l'articolo di successo del codec prima di leggere questo.

Una delle domande che non considero è l'innovazione tecnica implementata nel nuovo codec. Quindi, se vuoi di più sulle basi tecniche di VVC, dai un'occhiata a questo articolo. Passo subito alle domande.

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1. Qual è l'efficienza comparativa del codec?

Ovviamente l'efficienza comparativa del codec determina la quantità di larghezza di banda che il codec può offrire, uno dei vantaggi principali. Rispetto a HEVC, il comunicato stampa ITU-T promette che "VVC avrà bisogno solo della metà del bit rate del suo predecessore" Codifica video ad alta efficienza "per ottenere lo stesso livello di qualità video per contenuti video ad alta risoluzione". Qualcomm è un po 'meno ottimista, affermando che “VVC… offre una riduzione del 40% delle dimensioni del file rispetto allo standard precedente, HEVC, pur mantenendo lo stesso livello di qualità video.

Il white paper più recente sull'argomento è Confronto tra VVC, HEVC e AV1 utilizzando valutazioni oggettive e soggettive. La tabella III, mostrata di seguito, presenta due dei casi di test più rilevanti considerati dai ricercatori, UHD e video HD, e confronta AV1 e VVC (chiamati VTM nella tabella) con HEVC utilizzando due metriche oggettive, PSNR e VMAF.

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Tabella 1. Qualità VVC: la linea della media è la linea chiave.

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La linea della media in basso racconta la storia. Leggendo da sinistra a destra, utilizzando PSNR come metrica, AV1 ha prodotto la stessa qualità di HEVC con una riduzione della velocità dei dati del 7,3%, mentre VVC (di nuovo, VTM) ha fornito la stessa qualità con una riduzione della velocità dei dati del 28,5%. Analizzando tutti i risultati VTM, sono in media leggermente inferiore al 30% rispetto a HEVC.

Questi risultati non smentiscono i risultati ITU-T o Qualcomm, poiché i codec generalmente migliorano le loro prestazioni nel tempo. Tuttavia, il vantaggio dimostrato oggi sembra più vicino al 30% rispetto al 50%, il che è significativo ma non rivoluzionario.

Come ho osservato nell'articolo Nove domande, “la stragrande maggioranza delle nuove implementazioni di codec non ha lo scopo di raccogliere risparmi in termini di larghezza di banda o altre efficienze di distribuzione. Solo gli editori punta della piramide come Netflix, Facebook e YouTube hanno implementato VP9, ​​nonostante sia attualmente circa il 35-40% più efficiente di x264. Piuttosto, gli editori in genere adottano nuovi codec come HEVC perché apre mercati a nuovi clienti ".

Questo è un ottimo punto di partenza per la domanda 2.

2. Quali nuovi mercati o piattaforme abilita il codec?

Guardando indietro, H.264 è stato implementato molto rapidamente dagli editori di streaming perché consentiva la consegna ai dispositivi mobili, cosa che il precedente codec, VP6, non aveva. Allo stesso modo, la maggior parte degli editori che distribuiscono HEVC lo fanno per inviare video 4K SDR / HDR a SmartTV, un mercato che non potrebbero servire a prezzi accessibili con H.264.

Come vedremo tra poco, VVC è a distanza di almeno 2-3 anni da implementazioni significative. Forse in quel momento 8K o VR saranno mercati nuovi e interessanti, anche se è generalmente riconosciuto che senza una gamma dinamica elevata, il video 4K è difficile da distinguere dall'HD nella maggior parte delle configurazioni. Nel migliore dei casi, a questo punto, non sappiamo se VVC consentirà o meno nuovi mercati.

3. Com'è il tempo di codifica?

Il tempo di codifica si traduce direttamente in costo di codifica; più costa codificare con un codec, più è difficile ottenere il pareggio dai risparmi sulla larghezza di banda, in particolare con i costi di distribuzione (in costi per GB) in continua diminuzione.

Il white paper ha confrontato i tempi di codifica VVC (di nuovo, VTM) e AV1 con HEVC normalizzato a 1.0 (HM nella tabella) e ha prodotto i risultati mostrati nella Tabella 2. Qui, puoi vedere che VVC impiega da 7 a 9 volte più tempo per codificare rispetto a HEVC. Se gestisci la tua farm di codifica, ciò significa che VVC sarà 7-9 volte più costoso da codificare rispetto a HEVC. Se utilizzi un fornitore di servizi, aspettati un aumento di prezzo simile.

Tabella 2. Tempi di codifica per AV1 e VVC.

Vorrei sottolineare che le osservazioni del white paper su AV1 erano basate sulla versione 1.0 di AV1 e nel maggio 2022-2023 AOM ha rilasciato la versione 2.0 di AV1. Sebbene i miglioramenti della qualità fossero minimi, AV1 è un codificatore molto più veloce a questo punto. Quindi, mentre le osservazioni sulla qualità relative all'AV1 del white paper sono probabilmente ancora valide, le osservazioni relative alle prestazioni sono probabilmente obsolete.

In questo modo, dovresti anche aspettarti che la codifica VVC diventi più efficiente nel tempo e non rimanga a 7-9x HEVC.

4. È possibile implementare VVC nel software su piattaforme pertinenti?

Probabilmente no. Come tutti sappiamo personalmente, la durata della batteria è fondamentale quando si tratta di utilizzo mobile. Dal punto di vista della complessità della decodifica, VVC è tra 1-2 volte più complesso di HEVC secondo questo studio e richiede il 167% del tempo di decodifica di HEVC in questo rapporto.

Quindi, sebbene VVC possa essere riproducibile su computer (ne parleremo nella prossima sessione) senza supporto hardware, probabilmente non verrà distribuito su dispositivi mobili fino a quando non sarà disponibile la decodifica hardware. La regola empirica per il supporto hardware è un anno dopo la finalizzazione del codec per la disponibilità di prodotti a livello di chip e un altro anno per l'ingresso sul mercato dei prodotti per utenti finali basati su tali chip.

Ciò significa che l'autunno 2022 per il supporto mobile nell'hardware, nel migliore dei casi. Idem per SmartTV e dispositivi OTT / STB, che fino ad allora non avranno nemmeno il supporto hardware.

5. L'Alliance for Open Media (AOM) supporta il codec?

Probabilmente no. I membri di Alliance for Open Media sono sviluppatori di software, produttori di chip e dispositivi, società di contenuti e fornitori di servizi che insieme hanno sviluppato e lanciato il codec AV1. Poiché Google e Mozilla sono entrambi membri, i rispettivi browser, Chrome e Firefox, supportano da tempo AV1, ma nessuno dei due supporta il codec HEVC anche su piattaforme in cui il sistema operativo supporta già il codec.

Questo è un punto sottile ma importante; Google e Mozilla potrebbero probabilmente supportare HEVC su sistemi con supporto hardware HEVC esistente senza incorrere in royalty poiché è così che Mozilla supporta H.264 su alcune piattaforme (vedi qui per maggiori dettagli). I sistemi con supporto HEVC includono tutti i nuovi Mac e dispositivi Apple, molti nuovi computer Windows e la maggior parte dei nuovi dispositivi Android. Tuttavia, non puoi riprodurre HEVC in Chrome, Firefox o Edge per quella materia - Microsoft è anche un membro di AOM - perché nessuna di queste società ha aggiunto il supporto per questo hardware.

È difficile immaginare che qualsiasi sviluppatore di browser AOM estenderà il supporto a VVC. Quindi, anche se VVC potrebbe probabilmente giocare senza supporto hardware su computer e notebook (dove la durata della batteria non è un grosso problema), la mancanza di supporto in Chrome e Firefox complicherà la riproduzione su questi dispositivi e scoraggerà l'adozione.

6. Il codec è uno standard MPEG?

Sì, e questa è generalmente una buona cosa. Ma dopo la debacle delle royalty che ha scoraggiato il supporto HEVC, non è certo la garanzia del successo del codec come lo è stato per H.264 e MPEG-2.

7. Qual è il modello di proprietà e monetizzazione della tecnologia?

Più pulito è il modello di proprietà della tecnologia e monetizzazione, più facile sarà accertare il costo finale della licenza. VVC è un vero codec MPEG sviluppato da dozzine se non centinaia di contributori, e i loro sforzi di sviluppo saranno monetizzati tramite licenza.

Come leggerai nella prossima sezione, ciò significa che potrebbe volerci un po 'prima di conoscere la struttura delle royalty VVC.

8. Come è impostata la struttura delle royalty?

A questo punto è completamente sconosciuto. Tieni presente che prima del lancio del codec HEVC, molte aziende si sono impegnate a supportare nuovi codec hardware prima che i costi delle royalty fossero conosciuti perché pensavano che i costi sarebbero stati ragionevoli. Ciò è cambiato con HEVC che è ancora un disastro. Quindi, si prevede che i produttori più grandi come Apple e Samsung resisteranno a supportare un nuovo codec fino a quando la struttura delle royalty non sarà chiara.

Nel 2022-2023, un gruppo industriale chiamato Media Coding Industry Forum (MC-IF) si è formato per aiutare i proprietari di IP di VVC a formulare una royalty più coerente ea prezzi ragionevoli per VVC. Nel luglio 2022-2023, l'MC-IF ha avviato iniziative formali di "promozione dei brevetti" per contribuire a formare un unico pool di brevetti per VVC. Tuttavia, uno dei tre amministratori di pool di brevetti HEVC, HEVC Advance, ha recentemente annunciato il proprio programma di licenze VVC proposto, che è stato visto come un tentativo di attacco preventivo da parte di almeno un altro amministratore di pool.

Nel migliore dei casi, il processo di promozione dei brevetti porterebbe alla selezione di uno o più amministratori del pool di brevetti entro la fine del 2022-2023, ma non ci sono garanzie. Quindi, a questo punto, la struttura delle royalty è sconosciuta e le prospettive per un singolo pool sono in dubbio.

9. Esiste una royalty sui contenuti?

Idem. Non lo sappiamo a questo punto.

Cosa significa tutto questo? Nel migliore dei casi, dato il ciclo hardware di 2 anni tra il momento in cui un codec viene finalizzato e quando appare nei prodotti di consumo, sarà il 2022 fino a quando i dispositivi con decodifica VVC non arriveranno sul mercato, e saranno schifose. Ci vorrà molto più tempo prima che la base installata raggiunga una massa critica rilevante. E questa adozione potrebbe essere ritardata fino a quando non verrà impostata la foto royalty, cosa che probabilmente non avverrà fino alla metà del 2022-2023.

Se sei un produttore di streaming preoccupato di perdere la barca su VVC, archivia tale preoccupazione nel file "Preoccupati nel 2022".

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