Réponse libre de droits de Google à HEVC: Un regard sur AV1 et l'avenir des codecs vidéo

Il y a près de 5 ans, Google a publié VP9, ​​le codec vidéo sans droits d'auteur destiné à remplacer le codec H.264 en tant que codec principal pour la diffusion en continu et la consommation de contenu multimédia. Bien que VP9 n’ait pas totalement réussi dans cette tâche, il a jeté les bases du codec de nouvelle génération de Google, AOMedia Video 1 (AV1), qui semble extrêmement prometteur.

Lorsque la version 9 de VP9 a été publiée pour la première fois, de nombreux doutes subsistaient quant à son avenir par rapport au codec HEVC à venir, soutenu par les mêmes groupes qui ont conduit à la popularité de H.264 sur TrueMotion VP3 de On2, Xiph's Theora, Microsoft VC-1, etc. . Et pourtant, nous voici 5 ans plus tard, et la VP9 a pris d'assaut le monde. Bien que HEVC n’ait pas trouvé de support logiciel, Edge étant le seul navigateur Internet majeur à le prendre en charge (et même à ce moment-là, sur certains processeurs uniquement), VP9 est désormais intégré à tous les navigateurs web modernes, à l’exception de Safari, et sa nature exempte de redevances été un facteur clé dans la création de cette situation.

Pour expédier un produit avec le support HEVC, vous devez acquérir des licences auprès d'au moins quatre pools de brevets (MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor et Velos Media), ainsi que de nombreuses autres sociétés, dont beaucoup n'offrent pas de conditions de licence standard. (vous obligeant plutôt à négocier des conditions), ce qui peut potentiellement coûter des centaines de millions de dollars (et cela après les récentes réductions drastiques des frais de redevance HEVC). Alors que ces redevances importantes posaient déjà problème pour des produits tels que Google Chrome, Opera, Netflix, Amazon Video, Cisco WebEx Connect, Skype, etc., elles excluent complètement HEVC en tant qu'option pour des projets comme Mozilla Firefox, tant sur le plan économique que sur Firefox. ne pas se permettre de gaspiller des centaines de millions de dollars en redevances et en centaines d’heures de travail en négociant tous les accords de licence nécessaires), au niveau pratique (Firefox doit être libre de droits pour pouvoir intégrer de nombreux projets FOSS), et sur un plan idéologique. niveau (Mozilla croit en un Web libre et ouvert, ce qui n’est pas possible si vous favorisez des normes encombrées de brevets).

Ces problèmes ont empêché Firefox (et Chromium) d’inclure la lecture H.264 native sur de nombreuses plates-formes jusqu’il y a quelques années (avec un plugin sous Linux), et empêcheraient probablement Firefox de prendre en charge HEVC jusqu’à expiration de la période de validité de ses brevets. 2030 (ou peut-être même plus tard). Même à ce jour, Firefox ne prend en charge que le H.264 en mode natif, grâce à l'offre de Cisco de payer tous les coûts de licence pour Mozilla via OpenH264, afin de standardiser le format H.264 pour la diffusion sur le marché jusqu'à ce que le codec de nouvelle génération soit prêt.

//www.xda-developers.com/files/2017/05/VP9-vs-VP8-vs-AVC-vs-HEVC-compression-artifact-comparison.webm

Comparaison des artefacts de compression dans VP9, ​​VP8, AVC et HEVC, créés par Flugaal

Et cela a ouvert la porte à VP9. En étant libre de droits, VP9 a pu être implémenté sur n’importe quelle plate-forme ou service qui le souhaitait, et il bénéficie également d’une assistance substantielle en matière d’accélération matérielle. Au-delà de Youtube, qui l'utilise sur tous les appareils compatibles (compte tenu de la réduction de l'utilisation de la bande passante, Youtube), le conteneur WebM (qui prend en charge la vidéo et l'audio VPx dans Opus ou Vorbis) remplace également les .gifs par des vidéos silencieuses. qui sont beaucoup plus petits sur des sites comme imgur et gfycat, il est utilisé partout dans Wikipedia, il a été adopté par Skype (qui a joué un rôle moteur dans le développement d'Opus) et même par Netflix (à commencer par leurs téléchargements pour une consultation hors connexion)., et en passant à leur flux régulier dans le futur).

Cependant, VP9 seul ne suffisait pas . Google souhaite une compression encore meilleure, en particulier pour Youtube et Duo, où une augmentation minime de la compression vidéo peut entraîner des économies énormes et une amélioration majeure de l'expérience utilisateur. Google a donc élaboré un plan de mise à jour rapide de sa gamme de codecs VPx, comme avec Chrome et certains de leurs autres produits. Google a annoncé son intention de publier VP10 en 2016, avant de publier une mise à jour tous les 18 mois afin de garantir une progression régulière. Il est même arrivé au point où Google a même commencé à publier du code pour VP10, puis soudain, Google a annoncé l'annulation de VP10 et a formé l'Alliance for Open Media (AOMedia).

Bien que HEVC et VP9 soient les deux codecs de nouvelle génération les plus populaires, ils n'étaient pas les seuls. Cisco développait Thor pour une utilisation dans ses produits de visioconférence, et Xiph développait Daala (un codec conçu pour être substantiellement différent de tous les codecs précédents, afin d'éviter toute possibilité de revendication de brevet). Les trois codecs (Thor, Daala et VP9 / VP10) semblaient prometteurs, mais les efforts partagés ont étouffé leur développement et leur adoption. Les trois organisations se sont donc regroupées et ont fusionné leurs codecs en un seul (AV1). Open Media pour poursuivre le développement et l’adoption de ce codec commun. AV1 a pour objectif de prendre les meilleures parties de chacun de ces trois codecs et de les fusionner dans un package libre de droits que tout le monde peut implémenter.

Bien que la fusion de Thor, Daala et VP10 prenne un peu de temps, première version bêta publique pour AV1 publiée au milieu de 2016, le bitstream devrait être finalisé plus tard cette année, et il semble que l'Alliance for Open Media se prépare pour promouvoir AV1. Certains des développeurs impliqués commencent à donner des conférences publiques à ce sujet (comme celle-ci à FOSDEM) et il semble que Google en fasse la promotion sur Google I / O cette semaine.

Les schémas de partitionnement en forme de T, l'une des nombreuses avancées d'AV1

Ce soutien ne vient pas seulement de Google non plus. L’Alliance for Open Media s’adresse aux concepteurs de processeurs (AMD, ARM, Broadcom, Chips & Media, Intel, Nvidia, etc.) et aux développeurs de navigateurs (Google, Microsoft et Mozilla) et aux services de streaming et de vidéoconférence (Adobe, Amazon, BBC R & D, Cisco, Netflix, Youtube, etc.). Ces sociétés devraient apporter leur force substantielle dans le déploiement du support AV1, les premiers services de streaming devant être prêts dans les six mois à compter de la finalisation du format de train binaire et les premiers décodeurs matériels dans les 12 mois. Cela seul apportera un support matériel substantiel pour AV1 assez rapidement, cependant, si tout se met en place, nous pourrions même voir une accélération matérielle partielle rétrograder sur du matériel déjà existant, comme ce qui s’est passé avec VP9, ​​ce qui augmenterait considérablement la compatibilité.

La diffusion vidéo en continu représente une part considérable du trafic Internet total. Même une amélioration de quelques pour cent de la compression peut avoir des effets considérables sur le réseau dans son ensemble et sur l'expérience utilisateur de cette application spécifique. AV1 et Opus permettront d’obtenir une vidéo de qualité décente sur des connexions à faible débit (ouverture du streaming vidéo pour plus de situations et plus de marchés), et offriront une qualité encore meilleure qu’avant sur les connexions à haut débit. Ils sont également conçus pour une utilisation sur les réseaux cellulaires, avec AV1 et Opus apportant des améliorations considérables dans leur adaptation à l’évolution de la vitesse de connexion, sans oublier les résolutions plus élevées, les cadences plus élevées, l’espace colorimétrique étendu, le support HDR (qui Il est essentiel que des services comme Netflix, Youtube et Amazon Video tirent pleinement parti des nouveaux affichages d'appareils tels que le Samsung Galaxy S8 et le LG G6, ce dernier pouvant désormais tirer parti du support HDR ajouté récemment par Netflix dans les appareils mobiles. ) et une latence plus faible qu’ils activeront lorsqu’ils sont combinés dans le conteneur WebM.

Bien sûr, les groupes qui font la promotion de HEVC ne resteront pas les bras croisés pendant que cela se produit. Ils ont déjà commencé à menacer de lancer un litige en matière de brevets contre AV1 une fois celui-ci publié, et l'Alliance for Open Media déploie beaucoup d'efforts pour s'assurer que cela ne se produira pas. Ils procèdent actuellement à un examen approfondi du code juridique de l’AV1 pour s’assurer qu’il n’enfreint aucun des brevets détenus par MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor, Velos Media, etc. Cette forme d’examen du code a rencontré un vif succès pour VP8 et VP9, ​​qui ont toutes deux survécu à toutes les contestations judiciaires. Les actions de MPEG LA contre VP8 et VP9 ont été considérées comme potentiellement dépourvues de fondement juridique, mais purement anticoncurrentielles. Le DoJ enquêtait sur les actions de MPEG LA jusqu'à ce qu'il accepte de mettre fin à la poursuite et de donner à Google l'autorisation de sous-licencier le pool de brevets de MPEG LA à tout utilisateur de VP8 ou VP9. Bien que nous verrions probablement des tentatives similaires pour arrêter AV1, le pool de brevets considérablement élargi de Google et le nombre considérablement plus important d'entreprises prenant en charge le codec (grâce à l'Alliance for Open Media) devraient tous deux contribuer grandement à garantir leur traitement. ordre.

C'est vraiment passionnant de voir les améliorations apportées par AV1 au codage vidéo, d'autant plus qu'il est libre de droits. Le support massif qu’il reçoit (avant même sa sortie) aura également de grandes conséquences pour l’avenir du streaming vidéo et de l’enregistrement local. Les améliorations apportées à AV1 permettront une meilleure diffusion d'événements en direct, une meilleure discussion vidéo (via WebRTC), des fichiers plus petits pour le stockage local, une qualité inédite pour le streaming vidéo (telle que le HDR 4k haute qualité sur un réseau cellulaire) et, potentiellement, d'autres utilisations qui nous n'y avons pas encore pensé, surtout lorsque nous les avons couplés aux vitesses améliorées des réseaux mobiles 5G et du WiFi 802.11ax. Le meilleur de tous, AV1 n'est que le début. Google prévoyait des versions rapides pour VPx afin de permettre des améliorations constantes (avec les appareils utilisant la balise HTML5 Video pour recevoir la version de la plus haute qualité qu'ils prennent en charge), et il ne faudra peut-être pas attendre très longtemps avant de voir parler d'une stratégie incrémentielle. mettre à jour vers AV2.


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