Форум Sat-Digest Форум о спутниковом телевидении
ресурса Sat-Digest

 
 Правила форумаПравила форума   FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 
Онлайн-транслитОнлайн-транслит   

uClan Ustym 4K PRO Sat-Integral 5052 T2

Кодеки и системы компрессии сигнала

 
Начать новую тему   Ответить на тему    Форум Sat-Digest -> Справочник, статьи
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
yorick
Модератор


Зарегистрирован: 27.04.2004
Сообщения: 41461
Откуда: г.Киев

СообщениеДобавлено: Ср Фев 26, 2020 12:15    Заголовок сообщения: Кодеки и системы компрессии сигнала Ответить с цитатой

Зачем консорциуму MPEG нужны новые кодеки

В этом году консорциум MPEG планирует выпустить сразу три новых кодека. Впервые за много лет организация отступила от практики выпускать новый стандарт видеокодирования раз в 9-10 лет (напомним, MPEG-2 появился в 1994 году, H.264 — в 2003-м, а HEVC, разработанный совместно с Joint Video Experts Team, — в 2013-м). Почему в консорциуме пошли на этот шаг?

ЗАПУТАННАЯ ЛИЦЕНЗИЯ
Одной из причин такого решения консорциума MPEG эксперты называют обременительную и сложную для понимания схему лицензирования HEVC, затормозившую внедрение кодека во многих сегментах рынка. Сегодня аппаратная поддержка HEVC, то есть интеграция в системы-на-чипе, используемые в смарт ТВ, сет-топ-боксах, устройствах Android и Apple, стала обязательной. Однако готовность работать с прежними кодеками они изъявляли еще до прояснения лицензионных условий, а с HEVC ситуация была совсем другой. Особенно долго колебалась компания Apple, от решения которой во многом зависело, станет ли HEVC общепризнанным индустриальным стандартом.

Что же касается программных реализаций, то более 83% браузеров не имеют интегрированного HEVC-декодера. Это связано с отказом проводить такую интеграцию в свои продукты компаний Google и Mozilla. Причина — их участие в Alliance for Open Media, продвигающем собственный кодек AV1, который представляет собой достойную альтернативу HEVC. Построенный на более продвинутых алгоритмах, он показывает более высокую, чем HEVC, эффективность компрессии, хотя и требует более производительных процессоров. И самое главное, AV1 — безлицензионный кодек, в то время как вокруг HEVC сформировано целых четыре лицензионных пула! И хотя потенциал AV1 пока реализован не лучшим образом, он уже сейчас гораздо активнее, чем HEVC, используется в браузерах и поддерживается видеосервисами Amazon, Facebook, Google, и Netflix. Списывать такого конкурента со счетов невозможно, и это стало еще одной причиной, из-за которой в MPEG поспешили с выпуском новых кодеков.

Обременительная и сложная для понимания схема лицензирования HEVC затормозила внедрение кодека во многих сегментах рынка.

Другая причина, побудившая консорциум изменить свой подход к выпуску кодеков, связана с резким ростом процессорной мощности, требуемой для увеличения эффективности компрессии. Как отмечает в своем блоге директор департамента видеокодирования Facebook Дэвид Ронка (David Ronca), новые технологии компрессии впечатляют, но каждое новое поколение требует 6-или 10-кратного увеличения компьютерной мощности. «Нам надо продумать возможные способы встретить взрывной рост объемов передаваемого видео, одновременно снижая требования к компьютерной мощности и потреблению кодеров», — говорит он.

С учетом всех этих обстоятельств и были разработаны новые кодеки. Рассмотрим их задачи и особенности.

VERSATILE VIDEO CODING (VVC)
Так же, как и HEVC, разработан группой MPEG совместно с Международным союзом электросвязи, потому имеет двойное название — ITU H.266/MPEG-1 Part 3: Versatile Video Coding. VVC — прямой наследник HEVC. Прилагательное “versatile” (универсальный) в названии кодека указывает на разнообразие возможных вариантов его применения. Он одинаково подходит для традиционного телевещания, компрессии видео по запросу, а также для приложений, требующих низкой задержки, таких как игры или видеоконференции. VVC включает инструменты для компрессии компьютерной графики, расширения для сжатия панорамного видео 360 градусов, а также для масштабирования разрешения.

Кодек допускает любые виды декодеров — как программных, так и аппаратных, в том числе интегрированных в мобильные устройства. Как и в прежних стандартах MPEG, для разных приложений будут использоваться разные профили, и в рамках каждого из них выделят несколько уровней с разными условиями лицензирования. Условия эти пока не определены. Для координации вопросов стандартизации была создана новая группа Media Coding Industry Forum, но при этом она не имеет полномочий регулировать порядок лицензирования. Можно предположить, что разработчики VVC постараются избежать ошибок, допущенных с лицензированием HEVC, но останутся в рамках традиционной схемы лицензионного пула.

По оценкам разработчиков, новый кодек в сравнении с HEVC должен обеспечить снижение скорости компрессированного потока на 30—50% при сохранении субъективного качества видео. Предполагается, что этот результат будет достигнут за счет десятикратного увеличения вычислительной сложности алгоритмов кодирования.

Технически в VVC так же, как и в прежние кодеки MPEG, заложены только эволюционные изменения, которые предусматривают большее количество опций обработки, обеспечиваемых за счет повышения производительности процессоров. В качестве примера рассмотрим две инновации, наглядно демонстрирующие возможности улучшения картинки за счет усложнения вычислений.

LCEVC формирует три потока

Одно из изменений связано с выбором блоков для ортогонального преобразования спектра цветоразностных сигналов в весовые коэффициенты. В MPEG-2 для этой цели использовались макроблоки 8×8 пикселей. С каждым следующим стандартом они увеличивались, и начиная с H.264, появилась возможность деления на подблоки. В VVC с учетом требований UHD размер макроблока увеличен уже до 256×256 пикселей, а также добавлена возможность его многоярусного разделения на прямоугольные подблоки произвольного размера. Комбинируя эти прямоугольники, можно формировать подблоки практически любой формы. Это позволит прицельно выделять монохромные участки, которые после ортогонального преобразования спектра будут содержать минимум информации. В то же время выбор оптимальной схемы деления при таком разнообразии возможностей — сложная и трудоемкая компьютерная задача, резко увеличивающая количество вычислений.

Еще одно усовершенствование коснулось предсказания с компенсацией движения. Новый механизм получил название Overlapped Block Motion Compensation. При его использовании предсказание движения определенного блока выходит за его границы, распространяясь на соседние блоки. Потом полученные результаты перекрестно используются для коррекции предсказаний в соседних блоках. Это обеспечивает сглаживание восстановленной картинки, помогая избежать ее блочного рассыпания. Кроме того, прямоугольные блоки, выделяемые для предсказаний, могут разбиваться на два треугольника, и предсказания для треугольников в конце смешиваться в один квадрат.

Появление стандарта ожидается в октябре-ноябре 2020 года. Однако учитывая сложность алгоритмов декодирования VVC и его преемственность от HEVC, можно ожидать, что массовое внедрение кодека начнется только после появления чипсетов. На это обычно требуется два года.

ESSENTIAL VIDEO CODING (EVC)
Стандарт MPEG-5 Part 1: Essential Video Coding разработан консорциумом «с целью обеспечить стандартизированным решением определенные ниши, такие как потоковое видео, где нынешние видеокодеки, стандартизированные ISO, используются не так широко, как можно было бы ожидать, принимая во внимание исключительно их технические характеристики». Так витиевато цель стандарта изложена на сайте MPEG. Надо отметить, что «не так широко, как можно было бы ожидать», используется только HEVC, в то время как MPEG-2 и H.264 были приняты телевизионной индустрией без видимого сопротивления.

В плане применения EVC схож с VVC, с той лишь разницей, что в этом стандарте отсутствуют инструменты для кодирования панорамного видео 360 градусов и масштабирования по разрешению. Спектр декодеров для этого стандарта предполагается тот же, что и для VVC.

EVC отчасти призван решить проблему резкого роста компьютерной сложности новых алгоритмов, которая опережает рост вычислительных ресурсов процессоров. Другая цель подготовки стандарта — предложить рынку решение с минимально возможным лицензионным бременем, способное конкурировать с безлицензионным кодеком AV1.

Чтобы решить эти вопросы, разработчики EVC выделили в кодеке два профиля, один из которых будет бесплатным. В бесплатный, базовый профиль войдут только базовые инструменты кодирования, многие из которых используются уже более 20 лет. Тем не менее последние тесты показали выигрыш в 30% этого профиля в эффективности по сравнению с H.264. С HEVC разработчики сравнивают только основной профиль EVC, включающий более продвинутые инструменты. Согласно тестам, этот профиль эффективнее HEVC на 24%. Декодер для обоих профилей будет общим, и он потребует втрое больших вычислительных возможностей, чем декодеры HEVC. Основной профиль будет лицензироваться, но предполагается, что каждый из продвинутых инструментов можно будет включать/отключать в кодерах по отдельности.
https://telesputnik.ru/upload/medialibrary/d5a/LVEC_time_Sharp.jpg

Сравнение скорости кодирования LCEVC, H.264 (AVC) и H.265 (HEVC)
Сколько будут стоить лицензии на эти функции, пока неизвестно. Более того, разработчик из Bitmovin Кристиан Фелдман (Christian Feldmann) сетовал на нежелание некоторых патентовладельцев вести переговоры по поводу лицензионных отчислений. Такая неопределенность чревата неприятными сюрпризами в будущем, но в Bitmovin надеются, что возможность отключения отдельных опций поможет смягчить ее последствия.

EVC должен появиться в первой половине этого года.

LOW COMPLEXITY ENHANCEMENT VIDEO CODING (LCEVC)
Полное название третьего кодека, который готовит группа MPEG, — MPEG-5 Part 3: Low Complexity Enhancement Video Coding. За его основу взята разработка PERSEUS от V-NOVA, усовершенствованная в процессе тестирования и стандартизации. LCEVC принципиально отличается от двух предыдущих тем, что это не самостоятельный кодек, а инструмент для масштабирования других кодеков. Он может работать с любым кодеком, выпущенным MPEG.

LCEVC разрабатывался с мыслью об абонентских ТВ-приставках и других приемниках, имеющих аппаратный декодер на базе ПЛИС и процессор общего назначения, который можно загрузить дополнительными операциями декодирования. LCEVC формирует три потока: базовый, предназначенный для аппаратного декодирования, и два, содержащих расширения, которые будут декодироваться программными средствами. Эти расширения могут или увеличивать разрешение видео, или добавлять высокочастотные составляющие, отбрасываемые при формировании базового потока. Эти составляющие отвечают за передачу мелких деталей изображения, определяющих его четкость, причем апскейл на приемной стороне эту информацию восстановить не может в принципе. Обнуление высокочастотных компонентов позволяет резко сократить объем сжатой информации, но если компрессировать их отдельно, то они занимают немного места.

На кодирующей стороне картинка сначала компрессируется с более низким разрешением или с меньшей детализацией, затем результат вычитается из исходной картинки, и разница сжимается отдельно. На приемной стороне базовый поток декодируется аппаратным способом, после чего на результат поочередно накладываются расширения, программно декодируемые процессором приемника.

Таким образом, приемник, умеющий аппаратно декодировать H.264/SD, принимая LCEVC, сможет восстановить изображение в HD-формате. А приемник с поддержкой HEVC/HD сумеет воспроизвести 4К. Это продлит жизнь старых абонентских ТВ-приемников. Отметим, что в VVC также есть возможность масштабирования по разрешению, но это решение для конкретного кодека, и дополнительная информация передается там в общем потоке.

Официальный выпуск LCVEC запланирован на первую половину этого года. И так как кодек не требует новых аппаратных декодеров, то его внедрение может начаться практически сразу же.

И ЕЩЕ О ЛИЦЕНЗИРОВАНИИ
В группе MPEG сделали выводы из последствий, которые непродуманная лицензионная политика имела для внедрения HEVC. К сожалению, проблема с лицензированием имеет более глубокие причины, чем просто нескоординированные действия патентовладельцев. Она связана с приходом в телевидение успешных компаний из ИТ-индустрии, в которой, в отличие от телевидения, многие программные решения выводятся на рынок с открытым исходным кодом. В результате они бесплатно дорабатываются и адаптируются для практического применения самим рынком, что еще больше способствует их популярности. А сами компании зарабатывают на продаже платных версий продукта с дополнительными функциями за счет оказания SaaS-услуг или на продажах оборудования с интегрированным бесплатным ПО. Конечно, эта схема чаще работает у крупных многопрофильных ИТ-компаний, но в состав Alliance for Open Media, созданный для разработки безлицензионных кодеков, входят именно такие.

В телевизионной отрасли традиционно используется монетизация через создание лицензионных пулов, и именно на нее рассчитывают держатели патентов. Несоответствие этой модели требованиям времени уже не первый год обсуждается на разных мероприятиях ТВ-индустрии, но основные держатели патентов пока не выражают стремления менять свои бизнес-схемы. Группа MPEG явно ищет компромиссные решения, но насколько они окажутся действенными, покажет только практика.

Источник:
telesputnik
_________________
Sharp 60LE652E; Pioneer LX-5090; DM8000; Vu+ Solo 2; Opticum AX HD51 4K; TOROIDAL T90; Triax 1.1, Strong SRT-DM2100 (90*E-30*W), Via CI+Neotion, CI DRE PRO CAM, CAM CI+ Electra, CAM CI+ Verimatrix, карта XtraTV, карта установщика ТК.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
yorick
Модератор


Зарегистрирован: 27.04.2004
Сообщения: 41461
Откуда: г.Киев

СообщениеДобавлено: Чт Июл 09, 2020 17:00    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Анонсирован новый видеокодек H.266


Базирующийся в Берлине Институт телекоммуникаций им. Фраунгофера (Fraunhofer HHI) представил новый стандарт видеокодирования — H.266/Versatile Video Coding (VVC). Он был разработан с партнерстве с компаниями Apple, Ericsson, Huawei, Intel, Microsoft, Qualcomm и Sony.

Видеокодек H.266 обеспечивает улучшенное сжатие, которое снижает примерно на 50% требования к скорости передачи данных по сравнению со стандартом H.265/HEVC без ущерба для качества изображения. Благодаря этому H.266/VVC делает более эффективной передачу видео в мобильных сетях. К примеру, предыдущий стандарт H.265/HEVC требует для передачи 90-минутного видео формата 4K Ultra HD около 10 Гб, новый — вдвое меньше (5 Гб).

Поскольку H.266/VVC был разработан с учетом видеоконтента сверхвысокого разрешения, он особенно полезен при потоковой передаче 4K- или 8K-видео. Кроме того, подходит для всех типов движущихся изображений: от 360-градусных панорамных до совместного использования экрана, подчеркивается в сообщении.

Повышенная универсальность H.266/VVC делает его использование привлекательным для более широкого спектра приложений, связанных с передачей и хранением видео, подчеркивает руководитель группы систем кодирования видео в Fraunhofer HHI Бенджамин Бросс (Benjamin Bross).

Планируется создание единой прозрачной модели лицензирования нового видеокодека, за что будет отвечать специальная организация. Чипы, необходимые для применения H.266/VVC, в настоящее время разрабатываются. Как сообщил руководитель отдела кодирования и анализа видео Fraunhofer HHI Томас Ширл (Thomas Schierl), осенью 2020 года будет опубликовано первое программное обеспечение для кодера и декодера, поддерживающее H.266/VVC.

Источник:
telesputnik
_________________
Sharp 60LE652E; Pioneer LX-5090; DM8000; Vu+ Solo 2; Opticum AX HD51 4K; TOROIDAL T90; Triax 1.1, Strong SRT-DM2100 (90*E-30*W), Via CI+Neotion, CI DRE PRO CAM, CAM CI+ Electra, CAM CI+ Verimatrix, карта XtraTV, карта установщика ТК.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Форум Sat-Digest -> Справочник, статьи Часовой пояс: GMT + 3
Страница 1 из 1

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах



Powered by phpBB © phpBB Group
Русская поддержка phpBB

© 2001-2020

Администрация и владелец форума не несут ответственности за ущерб или упущенную выгоду,
причинённые в результате использования или невозможности использования информации с этого форума.
Администрация и владелец форума не несут ответственности за содержание рекламной информации,
а также за содержание рекламируемых интернет-ресурсов.
Вы пользуетесь представленной здесь информацией и доверяете рекламодателям на свой страх и риск!
Администрация и владелец форума не несут ответственности за информацию и высказывания, размещённые в сообщениях пользователей форума.
Все высказывания и информация, размещённые на форуме и не имеющие ссылки на первоисточник,
выражают точку зрения исключительно автора конкретного сообщения на форуме
и никак не связаны с точкой зрения администрации или владельца форума.
Администрация старается удалять оскорбительные сообщения как самостоятельно, в процессе модерации, так и по конкретной претензии от третьего лица.
Однако удаление может происходить с некоторой задержкой. Надеемся на Ваше понимание.
В процессе использования сайта и форума некоторые даннные автоматически передаются на сервер с помощью установленного на устройстве Пользователя
программного обеспечения, в том числе IP-адрес, данные cookies, информация о браузере Пользователя, технические характеристики оборудования
и программного обеспечения, используемых Пользователем, дата и время доступа к Сайту, адреса запрашиваемых страниц и иная подобная информация.
Эти данные необходимы для нормального функционирования сайта и форума и не доступны третьим лицам.
Кроме того, на сайте и форуме установлены части кода, которые передают аналогичные данные на сервера компании Google Inc. Подробнее можно ознакомиться по ссылке.
Также присутствуют счётчики посещаемости Rambler и Liveinternet, собирающие аналогичную информацию.
Продолжая использовать сайт или форум Вы даёте согласие на предачу, хранение и обработку этих данных.


Rambler's Top100