Alles, was Sie über H.266, AV1 und EVC wissen müssen

H.264. HEVC. VP9. Wenn Ihnen diese Begriffe nichts sagen, sind Sie nicht allein. Jeder ist eine Art Videocodec. Allerdings sind sie für jede Sekunde des Videos verantwortlich, das wir online oder auf einem Smartphone ansehen Blu-Ray, die meisten Leute sitzen zu Hause und schauen zu Netflix auf ihrem Rokus oder Smart-TVs haben wenig Grund, darüber nachzudenken.

Allerdings werden die jüngsten Entwicklungen in der Codec-Welt einige spannende Änderungen in der Funktionsweise des Video-Streamings mit sich bringen, aber auch einige potenzielle Fallstricke mit sich bringen. Hier finden Sie alles, was Sie wissen müssen.

Was ist ein Codec?

Bevor wir beginnen, wollen wir kurz besprechen, was Codecs sind und warum es scheinbar so viele verschiedene Möglichkeiten gibt, sie zu kennzeichnen.

Wenn Sie bereits viel über dieses Zeug wissen, springen Sie vielleicht auf und ab und schreien: „Hören Sie auf, Codecs mit Videokodierungsformaten zu verwechseln, sie sind nicht dasselbe!“ Du hast recht, sie sind unterschiedlich. Aber für die meisten Menschen bedeutet diese Unterscheidung nicht viel, deshalb bleiben wir beim Begriff Codec und entschuldigen uns bei der technischen Gemeinschaft.

Das Wort Codec ist ein Kunstwort – ein Wort, das zwei andere Wörter kombiniert – aus „kodieren“ und „dekodieren“. Es beschreibt a Methode, um einen bestimmten Dateityp (in diesem Fall eine Videodatei) zu übernehmen und ihn durch einen Kodierungsprozess zu ändern. Durch die Kodierung kann eine Menge erreicht werden, in der Regel wird die Datei jedoch durch den Einsatz von Komprimierungstechniken kleiner.

Sobald eine Datei codiert und über das Internet gesendet oder auf einer Disc gespeichert wurde, muss sie natürlich auch von decodiert werden welches Gerät oder welche App für die Wiedergabe des Videos verantwortlich ist, und ein Codec beschreibt die Methode für diesen Teil zu.

Wenn Sie mit dem MP3-Format vertraut sind, sind Sie bereits mit dem Codec vertraut, auch wenn Sie ihn noch nicht kannten. Das MP3-Audioformat, das vor mehr als 20 Jahren die Musikwelt eroberte, ist eigentlich ein Audio-Codec, der einen CD-Audiotrack auf weniger als ein Zehntel seiner Originalgröße verkleinern kann.

Was ist mit all diesen Briefen?

Als technische Standards erhalten Codecs in der Regel Bezeichnungen, die nur einem Ingenieur gefallen würden. H.263, H.264 und H.265 sind Beispiele für diese Bezeichnungen. Aber neben ihrer formalen Bezeichnung erhalten Codecs oft auch einen freundlichen Namen wie „High-Efficiency“. Video Coding“, das natürlich auf HEVC abgekürzt wird (hey, es geht darum, die Dinge kleiner zu machen, Rechts?).

Das bekannteste Beispiel dafür, dass einem technischen Standard ein freundlicher Name gegeben wurde, ist IEEE 802.11. Die meisten von uns kennen es einfach als „Wi-Fi“.

Warum sollten mich Codecs interessieren?

Ehrlich gesagt sind die einzigen Menschen, denen Codecs wirklich am Herzen liegen sollten, die Ingenieure, die sie entwickeln, und die Hardware-, Software- und Streaming-Dienstleister, die sie implementieren müssen.

Aber Codecs können einen direkten Einfluss auf die Qualität des Videos haben, das wir sehen, und auf die Datenmenge, die das Video verbraucht von unseren Mobilfunk- oder Heimdatentarifen und von unseren Entscheidungen beim Kauf eines neuen Fernsehers oder Streaming-Media-Geräts.

Daher lohnt es sich, die Entwicklungen in der Welt der Video-Codecs im Auge zu behalten, um sicherzustellen, dass Sie die neuesten Vorteile, die sie bieten, nutzen können.

Okay, also was ändert sich?

Sie können sich die Entwicklung von Codecs sowohl in der Audio- als auch in der Videowelt als eine nie endende Suche nach effizienteren Möglichkeiten vorstellen, die Größe einer bestimmten Datei zu reduzieren und gleichzeitig ihre Qualität beizubehalten.

Der letzte große Erfolg auf diesem Weg erfolgte 2013 mit der Einführung von H.265 – besser bekannt als HEVC. Es verfügte über die Möglichkeit, eine Videodatei aufzunehmen und auf die Hälfte der Größe zu komprimieren, die der bisher beste Codec (H.264 AVC) erreichen konnte, und das ohne Qualitätsverlust.

Konkret bedeutete dies, dass, wenn Sie a 4K Für die Wiedergabe von Videos mit H.264-Auflösung wäre eine Bandbreite von 32 Mbit/s erforderlich. Bei Verwendung von HEVC benötigte dasselbe Video nur etwa 15 Mbit/s.

Aber HEVC ist jetzt sieben Jahre alt (was bedeutet, dass die Technologie selbst noch älter ist) und es ist Zeit, dass HEVC die Fackel an eine neue Generation von Codecs weitergibt.

H.266 VVC

H.266 Versatile Video Coding (VVC) ist die Idee des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts, der gleichen Gruppe, die das berühmte MP3-Audioformat sowie AVC und HEVC entwickelt hat. Wird auch als Future Video Coding (FVC) bezeichnet – im Ernst, wie viele Namen können wir für dieselbe Technologie verwenden? — VVC kann die für ein bestimmtes Video benötigte Bandbreite im Vergleich zu HEVC um weitere 50 % reduzieren.

In einem von Fraunhofer bereitgestellten Beispiel mit HEVC benötigen Sie 10 GB Daten, um ein 90-minütiges 4K-Video zu übertragen. Mit VVC sind nur 5 GB Daten erforderlich, um die gleiche Qualität zu erreichen.

Das Fraunhofer HHI hat VVC mit Unterstützung mehrerer führender Elektronikunternehmen entwickelt, darunter Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm und Sony. Der Standard wurde am 7. Juli 2020 fertiggestellt.

AV1

Parallel zur Entwicklung von VVC läuft AV1, ein Codec, der von der entwickelt wird Allianz für offene Medien (AOM), eine gemeinnützige Organisation, zu deren Mitgliedern Amazon, Apple, Facebook, Google, Samsung und vielleicht am bemerkenswertesten Netflix.

Berichten zufolge bietet AV1 im Vergleich zu HEVC durchschnittlich 30 % Bandbreiteneinsparungen – möglicherweise sogar bis zu 40 %.

Warum brauchen wir AV1, wenn VVC effizienter ist? Nun, ein wichtiger Grund ist Geld. AV1 ist lizenzfrei, was bedeutet, dass jeder es nutzen kann, ohne einen Cent zu zahlen. VVC hingegen erfordert eine kostenpflichtige Lizenz.

Wenn die Kosteneinsparungen, die sich aus der Lizenzfreiheit ergeben, für AV1 nicht schon ein ausreichender Vorteil wären, hat das Unternehmen noch ein weiteres Ass im Ärmel: Netflix hat es bereits getan begann, AV1 zu verwenden beim Streamen auf eine begrenzte Kapazität Android Geräte. Wenn die größte Kraft im Video-Streaming Ihre Technologie unterstützt, ist das ein gutes Zeichen dafür, dass sie von anderen weithin übernommen wird.

Trotz seiner Vorteile verläuft der weitere Weg für AV1 möglicherweise nicht ohne Probleme. Auch wenn AOM es getan hat erklärte den Codec für lizenzgebührenfreiEs besteht die Frage, ob es die Möglichkeit hat, diese Erklärung abzugeben.

Sisvel, ein Unternehmen, das viele Technologiepatente besitzt oder die Rechte daran besitzt, behauptet, dass AV1 nicht lizenzgebührenfrei sei und hat eine Website eingerichtet, die dies widerspiegelt verkauft AV1-Lizenzen. Das Argument ist, dass AV1 auf einem Teil des geistigen Eigentums (IP) von Sisvel aufgebaut wurde – und zwar auch das geistige Eigentum anderer Unternehmen, die sich Sisvel angeschlossen haben – und kann daher nicht frei von Lizenzen sein Gebühren.

Angesichts der Tatsache, dass ein schlecht ausgeführtes und fragmentiertes Lizenzprogramm zur geringen Akzeptanz von HEVC beigetragen hat, könnte AV1 bei AOM und Sisvel vor ähnlichen Hürden stehen können ihre Differenzen nicht ausbügeln.

MPEG-5 EVC

Schließlich hat die Moving Pictures Expert Group (MPEG) – dieselben Leute, die den MPEG-2-Standard entwickelt haben, der für alle digitalen ATSC-TV-Sendungen verwendet wird – kürzlich ihren Codec der nächsten Generation fertiggestellt. MPEG-5 Essential Video Coding (EVC).

Huawei, Qualcomm und Samsung haben es bereits genehmigt und sich verpflichtet, ihre Lizenzbedingungen innerhalb der nächsten zwei Jahre bekannt zu geben. Wie VVC und AV1 verspricht EVC eine höhere Effizienz gegenüber HEVC – bis zu 25 % weniger benötigte Bandbreite – aber EVC geht einen anderen Weg, um dorthin zu gelangen. Anstatt ein völlig neues Videocodierungssystem zu erstellen, werden neue Codierungstechniken auf bestehende Codecs wie AVC, HEVC und sogar AV1 angewendet.

Was bedeutet das alles für mich?

Im Moment … nichts. Tut uns leid, wir wissen, dass dies eine Menge Informationen war, die für einen so geringen Gewinn verarbeitet werden mussten, aber hier ist ein Blick darauf, warum wir nicht damit rechnen, dass diese neuen Codecs in absehbarer Zeit Auswirkungen haben werden.

Auch wenn es mittlerweile 17 Jahre alt ist, hat H.264 AVC immer noch einen großen Anteil am Video-Codec-Markt: 82 % (Stand 2018). zumindest einer Schätzung zufolge. HEVC hingegen erfreute sich im selben Jahr nur eines Anteils von 12 %.

Dass es HEVC in den sieben Jahren seines Bestehens nicht gelungen ist, ein größeres Stück vom Kuchen zu ergattern, wurde zur Last gelegt Meistens handelt es sich dabei um ein Rattennest an Lizenzbedingungen, die manche als kompliziert und unfair bezeichnet haben umgesetzt.

VVC ist aus technologischer Sicht eindeutig ein großer Fortschritt, Beobachter haben jedoch bereits darauf hingewiesen, dass ihm das gleiche Schicksal wie HEVC widerfahren könnte Trotz des Bekenntnisses des Fraunhofer HHI zu einem einheitlichen und transparenten Lizenzmodell nach dem FRAND-Prinzip (d. h. fair, angemessen und fair). nicht diskriminierend).

Sowohl VVC als auch AV1 können ihre beeindruckenden Effizienzsteigerungen bieten, da sie auf rechenintensiven Algorithmen basieren. Mit anderen Worten, jedes Wiedergabegerät wie ein Smart-TV oder ein Streaming-Media-Player, das mit diesen neuen Codecs kompatibel ist wird einiges an Rechenleistung mitbringen müssen – wahrscheinlich weit mehr, als die aktuelle Gerätegeneration leisten kann von.

Wenn Sie Netflix oder ein anderer Anbieter von Streaming- oder Disc-basierten Videos sind, macht das wahrscheinlich keinen Sinn die umfassende Unterstützung eines neuen Codecs einzuführen, bis eine beträchtliche Anzahl Ihrer Kunden davon profitieren kann Es.

Die Zukunft ist rosig

Lassen Sie uns mit einer positiven Note gehen. Trotz der finanziellen und technologischen Hürden, mit denen diese neuen Video-Codecs konfrontiert sind, wird sich der Staub erst einmal legen und sie beginnen sich zu verbreiten, es wird eine sehr gute Sache für Leute sein, die 4K, 8K genießen wollen, HDR, oder was auch immer das nächste große Ding im Videobereich sein mag.

Der größte Vorteil effizienterer Codecs besteht darin, dass sie die gleiche hohe Bildqualität liefern können, die wir gewohnt sind, jedoch mit geringerer Bandbreite.

Wenn Ihr Internetpaket zu Hause nicht über unbegrenzte Datenmengen verfügt, bedeutet dies, dass Sie doppelt so viele 4K-Filme streamen können, bevor Ihre Obergrenze erreicht ist. Sobald 8K-Filme zum Mainstream werden, werden sie die Netzwerkkapazität (und Ihren Datentarif) nicht mehr so ​​stark belasten, wie es der Fall wäre, wenn Sie sie mit den heutigen Codecs ansehen würden.

Und so großartig das für die Daheimgebliebenen auch ist, es ist noch wichtiger für mobile Benutzer, die normalerweise über weitaus restriktivere Datenkontingente verfügen.

Es ist auch möglich, dass die Verwendung dieser neuen Codecs die Abonnementpreise für Streaming-Medien senken könnte. Das mag zu optimistisch sein, aber bedenken Sie Folgendes: Wenn Netflix seine gesamte Inhaltsbibliothek auf Videos umstellen würde, wäre das der Fall Mit VVC codiert würde es nicht nur die Netzwerkbandbreite um die Hälfte reduzieren, sondern auch den Speicherbedarf um die Hälfte reduzieren zu.

Wird es diese Einsparungen an seine Kunden weitergeben? Es wäre schön, wenn es so wäre … warum sollte eine bessere Videokomprimierung schließlich nicht auch unsere monatlichen Rechnungen senken?

Aktualisiert am 31. Juli 2020: Verweise auf AV1 als Open-Source-Technologie entfernt und klargestellt, dass AV1 eine Open-Source-Technologie ist von der Alliance for Open Media als lizenzgebührenfrei angesehen wird und dass Sisvel ein Lizenzprogramm eingerichtet hat für AV1.

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