评论:HEVC和AV1-A幕后看视频编解码器竞赛
HEVC和AV1之间的编解码器竞赛正在进行, 最近发生的事情让它变得更加有趣. Today, HEVC, 现有编解码器, 包括三星Galaxy手机和苹果的Safari浏览器在内的20多亿设备都支持, Apple TV, Mac, 和iOS设备. 这使得近50%的智能手机都可以玩HEVC. 尽管它在设备上有广泛的支持, HEVC尚未得到广泛应用, 主要是由于许可证问题. 然而，HEVC Advance最近取得了进展 免除流媒体费用，这是编解码器向前迈出的一大步. 流媒体 进行了一次 survey 在苹果的支持下，研究了HEVC的部署场景. 研究发现，到2018年底，24%的运营商已经部署了HEVC, 64%的公司将部署HEVC服务.
在视频编解码器竞争的另一边是 AOM (开放媒体联盟), 其成员包括苹果公司, Google, Mozilla, Facebook, Hulu, Netflix, Microsoft, and Amazon, 等. AOM just 发布了AV1规范, 旨在通过提供免版税许可计划来挑战HEVC在OTT应用部署方面的地位. AV1的主要用例是OTT VOD. Live也可以支持, 尽管它可能面临一些编码器可伸缩性问题, 后面会讨论到.
谐波和包括现代重工在内的研究机构, B<>COM, 和威斯巴登大学对AV1进行了研究. 特别是, Harmonic and B<>COM compared the AV1 open source codec with the HEVC HM reference model on different reference test sequences provided by ITU-R and EBU, 在广泛的比特率范围内使用1080p分辨率. 结果, 哪些将在2018年NAB展上向公众展示, 证明AV1视频质量与HEVC相当. 测试发现，AV1在PSNR和VMAF指标上优于HEVC, 但不是主观测试. 从整体的编解码效率来看，与HEVC相比没有太大的区别.
Meanwhile, 我们必须以更全面的方式比较AV1和HEVC，其中也包括编码器和解码器的复杂性. Table 1 提供AV1和HEVC之间差异的总结:
Features | HEVC | AV-1 |
版权免费 | No | 自称是 |
压缩效率vs HEVC | NA | 与HEVC相当 |
开源 | No | Yes |
安装基础 | 2 billion | 2020年之前不重要 |
住编码 | Affordable | 编码器比现在的HEVC实时慢1000倍，一旦优化，预计会慢100倍 |
译码器成本 | TCO =解码器芯片(目前量产)+内存+ HEVC许可证 | 需要考虑额外的解码器+内存成本，并与HEVC解码器TCO进行比较 |
部署环境要求 | 可以在软件设备、裸机容器或原生云上实现吗 | 云是唯一能够实现实时超高清的技术 |
广播的支持 | Yes | No |
Table 1. 比较HEVC和AV1的优缺点
AV1在设计时考虑了单播传输, 这意味着我们可以预见不同类型设备的不同编解码器, i.e. 支持hevc和av1. 在AV1诞生之初, we will see AV1 supported only on web browsers in 2018; note all major web browsers are members of AOM. 2020年之后，我们将看到互联设备更大规模地采用AV1.
从编码器实现的角度来看, 添加一个新的编解码器将不是问题, 因为编码是在软件中完成的. 然而，基于当前的可扩展性数字(100倍vs HEVC)，它将增加成本. Currently, AV1编码要求高, 而且基于云的架构也很适合, 因为它将使其他节点能够实例化，以便实时编码, 特别是对于像UHD这样的高分辨率用例. AV1将迫使编码器公司创新并实现基于切片的处理, 每个切片将在哪里被分配到一个特定的节点. 注意，这种方法会降低编码效率, 因为预测总是局限于切片边界. 在解码端, 为了降低成本, 必须建立一个可编程结构来同时支持HEVC和AV1, 因为两者不需要同时解码.
编解码器竞争中出现的另一个问题是市场细分. 取决于服务和设备, 服务提供商将需要在HEVC(未来几年)或AV1(从2020年开始)中进行编码。. 这将需要大约36个月的过渡期(是移动设备更新周期的两倍)，以及HEVC和AV1的同时播出, 即双重编码和CDN存储.
直到在下一代视频编解码器的竞争中出现强有力的领先者, AVC仍有提升空间, 这种方法已经使用了十多年. 随着内容感知编码的出现，我们看到了AVC的复兴, 在Netflix和YouTube为视频点播(VOD)做了同样的事情之后，Harmonic率先将这项新技术应用于直播应用. 使用内容感知编码解决方案, 视频内容和服务提供商可以减少高达50%的OTT传输带宽, 降低CDN成本, 并提供高质量的体验，而不需要对现有的底层交付基础设施和视频播放器进行任何更改. 为了取代HEVC, AV1必须向运营商展示除许可条款之外的实际利益. 更具体地说, AV1需要在解码端展示一个具有成本效益的解决方案, 特别是如果双解码(HEVC-AV1)必须在解码器中实现. 在编码方面, 我们看到HEVC和AV1在编码时间上的巨大差异(今天是1000倍), 视频点播可以接受，但可能成为实时部署的障碍. 随着AV1对HEVC授权商的持续压力，业界需要找到解决方案. 双编解码器方案并不理想，但可能实现.
[编者注:这是一篇由供应商提交的文章 Harmonic. 流媒体 接受供应商署名，完全基于他们对我们读者的价值.]
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