Ateme中国陈朋奕:下一代视频编码标准VVC/H.266在IP上的应用

随着媒体深度融合的推进,推动制播等环节的IP技术发展,将成为未来电视台IP制播网络建设及4K/8K等超高清制播场景应用的关键,9月23日下午由上海市电影电视技术学会主办、上海文化广播影视集团有限公司技术中心协办的“5G环境下融合媒体IP制播网络建设与应用论坛”在上海召开,Ateme中国区技术总监陈朋奕带来《下一代视频编码标准VVC/H.266在IP上的应用》为题的精彩演讲。

Ateme公司自90年代起,一直进行着编码法的研究,其参与到了多个标准组织,包括如ITU、DVB、3GPP等。其对于如HEVC/H.265等编码技术方面有着多项的专利。

主流编码算法的演进中,从H.264/AVC到H.265/HEVC,与266相关的演进中还有VVC和HEVC编码。其他的编码中,还有AV1等编码,其在同等画质方面比HEVC提升了20%的压缩比。

Ateme中国陈朋奕:下一代视频编码标准VVC/H.266在IP上的应用-DVBCN

摩尔定律下,每一代编码算法性能提高约50%左右,大约10年一代,每一代都有35%客观提升,而265、264都是30%左右。在对266进行测试的时候,基于4K的场景下,很多时候能实现37%的画质提升,但是266算法的复杂度比265提升了10倍,这都是通过算力转化实现的。

265或者AVE是不是已经足够了?其实通过很多场景分析,压缩比还是不够的,因为在各行各业,对视频的要求等也越来越高,从高清到4K、8K视频的容量不断攀升,原有的265已经不够了。

深入来看266,其整体的功能模块与265、264是类似的,VVC/H.266的目标是为专业视频压缩场景提供最佳的视频压缩效率。其基础架构与此前MPEG/ITU的视频编码方案沿用的是相同的基础结构和理念。

由于沿用了传统的基于块的混合编码架构,还能实现帧内预测、帧间预测、残差变换及量化等,但自HEVC起,每个模块的能力有了大幅度提升。

Ateme中国陈朋奕:下一代视频编码标准VVC/H.266在IP上的应用-DVBCN

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265和266的对比,具体可参看上图。

由于视频编码最关键的一步就是块划分,264块划分都是方形的,整个块的尺寸都是固定的,266之后可以允许不同规则、不同形状的块划分。

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265和266的码率节省情况方面,在同等的客观画质下对比,4K是节省最多的,但是编码复杂率较高,其解码复杂度控制的尚还好。

265和266的码率节省情况方面,在同等的客观画质下对比,4K是节省最多的,但是编码复杂率较高,其解码复杂度控制的尚还好。

VVC同期出来的还有别的算法,当前主要是VVC、EVC、LC-EVC等,在2026年才会采用AV2。

265为什么没有大规模使用呢?就是在于版权问题。HEVC广泛部署的最大障碍之一是混乱的许可规则。在MPEG-2和AVC的情况下,一个单一的实体(MPEG-LA)负责管理和许可与这些标准中的技术有关的专利池。这为这些标准的用户提供了一个简单的、一站式的购买体验。

对于HEVC来说情况要模糊得多。有三个不同的授权机构,每个机构都有自己的条款和条件。更糟糕的是有些专利持有人不属于这些机构中的任何一个,而HEVC用户将不得不分别与它们中的每一个机构谈判条款。

虽然在2013年,H.265/HEVC重新回到MPEG LA管理, 但诸如新专利的出现、专利的贡献者数量大量增加、尚未获得所有IP拥有者的确认、HEVC的授权模式及费用仍旧让人混淆、已经错过了HEVC大规模部署的最佳时机等,又造就了其授权的混乱现状。

VVC在266上面怎么避免这个问题?266首先便通过建立开放的媒体编码行业论坛Media Coding Industry Forum (MC-IF),有专业的组织通过公平的原则定义专利的价格。同时VVC引入了可切换的编码工具,有哪些厂商专利如果涉及到问题、产生问题,可以选择把它关闭,这样就可以避开专利流氓的问题了。

VVC其实已经实现了全球首个商业应用,今年6月的时候Ateme与SES卫星广播公司共同使用266(VVC)进行了首次UHD的卫星直播,同时还发布了VVC和EVC的白皮书。

VVC可以从视频内容的制作、生产到分发全面替代264与265,其对于360度视频及虚拟现实等应用方面也表现优异。VVC在IP上的应用场景方面能适应5G下的低延时分发需求,2020年3月27日发布了DASH IF(行业论坛)的低延时指导。

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为降低延时,通过采用HTTP1.1与基于Chunk的传输编码进行保障。根据对2秒分片下不同场景的延迟测试数据来看,传统广播在编码器输入到解码器输出延迟可降低约至1秒。

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