O futuro dos codecs de vídeo 

Os codecs de vídeo são ferramentas de compressão que permitem aos distribuidores condensar arquivos de vídeo ou vídeo ao vivo para fornecer eficientemente através de uma gama de redes. Os codecs comprimem o vídeo removendo informações redundantes; o objetivo é preservar a qualidade original do vídeo enquanto reduz a quantidade de dados que devem ser enviados através da rede. A informação comprimida é então descompactada em seu destino para visualização.

O Streaming emprega vários tipos diferentes de codecs de vídeo (ou áudio), e os codecs utilizados terão um impacto direto na qualidade do vídeo. O volume de dados que precisam ser enviados através da rede, bem como a velocidade (latência) em que este conteúdo é entregue.

O codec MPEG / ITU mais avançado atualmente em uso pela indústria da transmissão é o H.265 (HEVC), que estreou em 2013. Ele ostenta a capacidade de pegar um arquivo de vídeo e comprimi-lo à metade do tamanho de seu predecessor (H.264 AVC), sem perda significativa na qualidade.

Entretanto, o HEVC tem agora oito anos de existência e há dúvidas se ele ainda é adequado para o propósito. Hoje, há uma demanda para aumentar não apenas a contagem de pixels, mas também para aumentar os framerados.

Então como lidar com essas implicações de complexidade? Os codecs de amanhã podem resolver a questão da largura de banda? E que opções de codecs existem no mercado?

O VVC é a evolução natural do H.265 (HEVC). Ele pode reduzir a largura de banda necessária para transmitir vídeo em aproximadamente 37% em comparação com o HEVC, mas a complexidade de codificação é aumentada em aproximadamente 10x. O aumento da complexidade é uma preocupação. Desde quando combinado com a resolução e/ou aumento de frames, como migração do HD para UHD ou mesmo 8K, o salto na complexidade computacional pode se aproximar exponencialmente.

O aumento combinado da complexidade do codec e das resoluções/framerados de vídeo é um desafio-chave para a codificação de soluções do futuro. Com certeza, estes aumentos superam os avanços no desempenho genérico do servidor e podem sinalizar uma necessidade de retornar a mais soluções de hardware específicas para aplicações no futuro, a fim de fornecer um desempenho razoável de codificação, eficiência e metas de densidade.

O HEVC tem sofrido com problemas de patentes e agora existem três pools de patentes separados para ele. AV1 foi criada por uma aliança de líderes da indústria (a "aliança para mídia aberta") que inclui alguns dos maiores fornecedores de software e streaming. Este codec, portanto, está subjacente a muitos dos maiores serviços de streaming de vídeo e de vídeo sob demanda.

EVC um padrão de codificação 'pick and mix' ou 'a la carte' onde você tem uma escolha considerável no que diz respeito ao que você implementa. O principal fator para proporcionar esta flexibilidade é evitar os problemas de patentes paralisantes vistos com o HEVC, e que podem muito bem afetar o VVC também.

A MPEG definiu um perfil de base EVC que se destina a ser livre de royalties porque as ferramentas incluídas ou têm patentes expiradas ou são fornecidas sem licença. Entretanto, não há atualmente nenhuma garantia de que o perfil de base estará livre de reivindicações de patentes!

O perfil principal não é livre de royalties e substituir as ferramentas "livres para usar" do perfil de base por alternativas de maior desempenho que estarão sujeitas a reivindicações de patentes. Entretanto, o conjunto de ferramentas do perfil principal foi projetado para ser 'a la carte', de modo que será fácil remover ferramentas que não podem ser licenciadas de forma rentável.

O perfil principal também se destina a superar o HEVC e proporciona aproximadamente 27% maior eficiência para um aumento de 4,5 x na complexidade em comparação com o HEVC. O perfil de base é aproximadamente 34% mais eficiente do que o AVC para um aumento de 42% de complexidade em comparação com o AVC.

Não se espera que os acordos de licenciamento sejam concluídos até o início do meio de 2022.

O LCEVC não é um padrão de compressão autônomo e não pode realizar uma função útil por si só. Só isto o torna muito diferente de outros padrões de codecs. O objetivo do LCEVC é pegar uma solução de codificação existente (qualquer codec pode ser usado) e combiná-la com o LCEVC, o que acrescenta uma camada de "aprimoramento".

A soma dos dois (o codec original mais o LCEVC) deve resultar em uma complexidade total menor do que o uso do codec original por si só, ao mesmo tempo em que supera significativamente uma solução usando apenas o codec original.

Dois conceitos-chave sustentam esta abordagem: O primeiro é operar o codec base com uma resolução em baixa para reduzir a complexidade. A saída (cascateada e codificada) é então aumentada novamente e comparada à fonte. A diferença entre estes é o erro ou 'residual', e este é codificado usando um codec diferente padronizado dentro do LCEVC e que é especificamente 'sintonizado' para codificar dados residuais de forma eficiente.

Na extremidade do decodificador, o decodificador decodificará a camada base e a capacidade da GPU embarcada é normalmente usada para decodificar a camada de melhoria. O resultado é uma solução de compressão eficiente que se concentra no gerenciamento da complexidade necessária para alcançar o aumento de desempenho e possibilita que muitos decodificadores legados suportem o LCEVC. Portanto, a solução promete uma maneira de utilizar recursos não explorados em equipamentos de consumo implantados para aumentar a capacidade de vídeo além dos limites originais do projeto do decodificador.

Apesar dos obstáculos tecnológicos enfrentados por esses novos codecs de vídeo, eles podem se tornar fundamentais para dar poder à próxima onda de inovação em vídeo. Incluindo o uso generalizado dos formatos de alta resolução 4K e 8K com HFR.

Um vídeo de melhor qualidade exige novos padrões, e codecs mais eficientes significam fornecer a mesma imagem de alta qualidade que conhecemos, mas utilizando muito menos largura de banda. No entanto, a alta eficiência de codificação vem ao preço de uma maior latência de vídeo. Algumas aplicações mais novas, tais como jogos, não podem tolerar, portanto a escolha do codec e o desempenho da rede ainda é extremamente importante para definir com base em uma aplicação individual.

As plataformas X e XC da Appear suportam uma gama muito ampla de codecs para atender à maioria das aplicações em todos os segmentos e ganharam aclamação nos testes head-2-head contra todos os nossos principais concorrentes quando se trata de VQ por bitrate nos codecs existentes (AVC e HEVC). As soluções de codificação também oferecem uma incrível eficiência elétrica e térmica e uma densidade de serviço muito alta.

Estamos entusiasmados em ver o que o futuro nos reserva e acreditamos que testemunharemos os maiores avanços já vistos na tecnologia computacional durante esta década.