2018年7月17日
By 1月时特约编辑
专题文章

编解码器战争的回归:一个新的希望-一个流媒体的夏季续集

对于那些对编解码器和相关流媒体技术感兴趣的人, NAB 2018将永远以开放媒体联盟(AOM) AV1编解码器的推出而闻名. 尽管许多联盟成员对AV1进行了令人印象深刻的喧嚣和快速支持, 每个流媒体专业人士的自然问题是, “AV1什么时候会与我相关??”

对绝大多数生产商来说，简短的回答是:“短期内不会.要明白为什么, 让我们来看看驱动编解码器采用和使用的因素，并探讨它们如何应用于H.264、HEVC、VP9，最后是AV1.

赚钱/存钱

大多数商业决策, 包括编解码器的采用, 是为了赚钱还是为了省钱. 编解码器通过提高观众的QoE或帮助公司进入4K和HDR等新市场来帮助公司赚钱, 并通过减少带宽成本来节省资金.

图1 对影响编解码器帮助组织赚钱或省钱的能力的因素进行分类, 收入因素在上，成本因素在下. 虽然不完美, 颜色编码提供了编解码器对每个因素的熟练程度的某种度量, 亮绿色很好, 其他的绿色是好的或者还可以, 黄色代表谨慎, 橙色和浅红色表示越来越谨慎, 红色代表贫穷.

图1. 这个记分卡显示了四种主要编解码器的优点和缺点.

我们从H开始.264. 在可及性方面，H.264很难被击败，在所有三个类别中都得到普遍支持. H.264在实时捕获和转码中也得到广泛支持, 低延迟, 但在高动态范围(HDR)视频中会下降, 它的8位颜色深度限制了它的有效性.

在成本这边，H.264的编码时间是最快的，使其成为最便宜的编解码器. MPEG LA H.264专利池对订阅和按次付费流媒体收取版税.来自摩托罗拉和诺基亚的264项相关诉讼加剧了FUD(恐惧), 不确定性, 和怀疑因素. 也就是说，2017年，苹果向诺基亚支付了20亿美元，作为H.264项相关专利和解，未来还会有更多付款. 幸运的是, 这些诉讼似乎针对的是编码器/解码器的使用，而不是与内容相关的版税, 因此，它们可能不会影响大多数流媒体生产商.

H.264

尽管H.264的部署成本不高, 其相对的低压缩效率确实降低了提供给观众的体验质量, 尤其是移动消费者. 这显示在图2.

图2. H的编码阶梯.264和HEVC. 请注意，HEVC的最高质量流(图表中最下面的三个)是相同的1080p流.

为了解释这一点，图中显示了两个编码阶梯——左边的是H.264; on the right, HEVC. 为了生成阶梯，我为视频的每个编解码器创建了最佳的编码阶梯 钢铁之泪 和 Sintel 然后取平均值. 这两组都按照左边所示的数据速率进行编码, 以及在每个编解码器的数据速率下提供最高质量的分辨率. (想了解更多这种受netflix启发的技巧，请查看文章苹果错了:HLS中HEVC的编码规范.)

VMAF分数的计算采用视频多方法评估融合目标度量, Netflix在每个标题编码(和基于镜头的编码)技术中使用的质量衡量标准. Delta列显示了H的VMAF分数之间的差异.264和HEVC流. 请注意,, 根据度规, 6个VMAF点的差异等于“只是明显的差异”,，这意味着75%的观众不会注意到质量差异.

如你所见, 从365Kbps到1100Kbps, VMAF差距超过6个点, 因此，使用HEVC或VP9的服务将比使用H的服务提供明显更高的质量.264. 由于两种技术提供相同的分辨率，VMAF差异在高端下降, 和H的数据速率.264流要高得多(前三个HEVC流都是相同的4500Kbps流). 当然, 如果您的查看器使用的是带宽受限的计划, 节省42%的视频带宽来观看几乎相同的流(H.265的7800Kbps vs HEVC的4500Kbps)也会很受欢迎.

在几乎所有的阶梯上, 观众更喜欢HEVC而不是H的原因有很多.264，无论是质量还是带宽相关. 随着越来越多的服务采用更新的编解码器，坚持使用H的服务.竞争将越来越弱.

HEVC

让我们把注意力转向HEVC，这是一种基于标准的编解码器，如图1的第二列所示. 在可及性方面，HEVC在计算机领域发出了一个巨大的危险信号, 缺乏对Chrome的支持, 火狐, 和歌剧. 虽然HEVC在Android平台上是支持的, 对于移动设备，播放峰值为主配置文件级别3, 这意味着在30帧/秒的情况下，960x540的最大分辨率对于许多OTT服务来说是不够的. 相比, iOS平台上的HEVC支持扩展到Level 5, 足以播放30fps的4K视频. HEVC在电脑和Android设备上缺乏影响力显然对经济不利, 因为它减少了流的数量，可以帮助抵消编码和其他成本.

当然, HEVC最擅长的领域是OTT和智能电视, 其相对较高的效率和10位支持使其成为HDR视频的自然选择. HEVC也很好地支持实时编码器, 使其受欢迎的贡献, 和转码, 使其成为发行的现实选择. 虽然有一些与hevc相关的低延迟开发工作，但大多数都集中在H.264. 从质量的角度来看，HEVC提供了与H相似的质量.264的数据速率约为H . 264的60%.264，但这将根据内容类型和分辨率而有所不同.

成本因素包括编码费用，这将因公司而异. 如果您正在运行自己的编码工具, 你可以期望HEVC编码比H长2到4倍.264，尽管许多云提供商已经取消了H.264和HEVC定价.

对于大多数百家乐软件app最新版下载来说，最大的担忧可能是hevc编码内容的潜在版税. 图3 显示了大多数已知的HEVC知识产权所有者以及那些属于和不属于三个专利池的成员. 关于内容版税, MPEG LA公司从未向他们收费, 2018年3月, HEVC推进小组改变了政策，取消了与流媒体内容相关的任何版税.

图3. HEVC IP所有者图片由jonathan Samuelsson提供

的问&Velos Media的一部分人坚决拒绝澄清他们的意图, 而不是声明, “因为这与内容有关, 我们将花时间充分了解生态系统的动态，并确保我们的模型最好地支持HEVC技术的进步和采用.”

HEVC已经有5年多的历史了，版税从一开始就是一个广为人知的障碍. 很明显，如果Velos公司不打算收取与内容相关的版税, 它会披露这一点. 既然他们没有，许多制作人就认为版权池会征收内容版税. 这, 再加上许多HEVC IP所有者还没有在一个池子里，他们也没有表明他们对内容版税的意图, 是许多潜在用户非常关注的问题吗.

量化带宽节省

当然, 任何支付大量带宽费用的公司都可能决定孤注一掷，选择HEVC可以提供的节省. 在这里，重要的是要记住，仅仅因为HEVC比H效率高40%.264并不意味着切换到HEVC将节省40%的运输成本.

为什么不? 考虑图4，其中显示了编码阶梯和三种不同的流分布模式:A、B和C. 每个模式都显示了自适应组实际交付的每个流的百分比, 您应该能够从您的日志文件中导出.

图4. 三种流输送模式

在模式A中, 所有传输的流都是3000Kbps或以下, 也许是第三世界国家的代表性分布. 在这种情况下, 切换到HEVC对带宽成本没有影响，因为你只是将HEVC流切换为H.264年流. 质量会得到提高, 当然, but you’d be distributing the same b和width stream; you’d just be sending HEVC rather than H.264.

分布模式B, 100%的传输流都是7800Kbps的流, 也许是斯堪的纳维亚半岛通过光纤直接传输到家庭的代表. 在这里, 转换为HEVC会使有效比特率降至4500Kbps，如图2所示, 为100%的观众节省约42%的带宽. 如果不考虑内容版税，这种情况对HEVC来说是显而易见的.

模式C显示了高层的高度集中和其他阶层的适度分散, 也许是移动和宽带的结合. 在这里, 转换为HEVC将把7800和6000Kbps的流降低到4500Kbps, 将总传输带宽减少约31%.

显而易见的一点是，带宽节省取决于您的分布模式, 您需要从日志文件中挖掘哪些数据. 弄清楚之后, 您可以轻松地将编码成本和带宽节省规范化到一个通用单元, 一个小时的视频. 将每小时的节省除以每小时的成本来计算您必须流式传输的视频小时数，以收回与支持新格式相关的成本.

显然，覆盖范围越大，部署HEVC就越有意义. 如果你已经为其他平台编码了HEVC, 探索如何将这些流转换为HLS(如果需要的话)是不需要动脑筋的

Hevc现状

尽管许多生产商正在与HEVC合作, 编解码器仍然只占总编码流的一小部分. 例如，在Bitmovin的《百家乐软件》其中包括380份全球调查意见书, 28%的受访者表示，他们目前正在部署HEVC流. 然而，同一时期的另一份报告《百家乐app下载》来自云编码供应商Encoding.据报道，2017年该服务产生的流媒体中只有9%是用HEVC编码的. 尽管编码，但大多数使用都与测试有关.预计2018年HEVC的部署将大幅增加. 为什么? 因为苹果在HLS中加入了HEVC, 在2018年及以后，HEVC应用的最大机遇是什么.

Hevc的重大机遇

具体来说，2017年6月，苹果将HEVC添加到HLS中，以交付给iOS, tvOS和macOS. 尽管Apple以建议的编码阶梯和详细的配置建议的形式提供了通常的指导(参见go2sm).com/hevcapple), 这种新格式给寻求采用它的出版商带来了多个令人不安的问题.

例如，不同的iOS、tvOS和macOS设备在H.264和HEVC流在一个编码阶梯? HEVC播放是否会占用旧设备的CPU，导致播放质量差? 传统设备如何处理HEVC和HLS的混合梯? 混合式梯子的最佳配置是什么?

在流媒体东部2018年关于为HLS编码HEVC的研讨会上进行的测试澄清了许多这些问题. 具体地说, 我们收集了60多个iOS的数据, macOS, 和tvOS体验, 结果几乎在所有方面都很出色. 梯子上的所有文件都有编解码器, 决议, 和数据速率，以便观看者/测试者可以看到哪个编解码器正在播放，并观察当玩家从H切换时发生了什么.264到HEVC，反之亦然. 没有报告与切换相关的问题.

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