VP9解码器技术方案调研

2020-10-28 18:01:02 浏览数 (2)

背景

自2003年以来,H.264一直是最先进并被最广泛部署的视频压缩格式,也催生了HDTV、蓝光DVD、互联网视频网站(如YouTube,Twitch)等许许多多成功的商业产品。但是目前基于H.264协议的编码器已经达到了它们压缩性能的极限。特别是对于高清分辨率(1080p60)游戏内容的实时编码,这些编码器已经江郎才尽,耗尽了所有可挖掘的技术潜力。然而与此同时,新涌现出的下一代视频标准,VP9,HEVC和AV1。本文主要介绍VP9相对H.264对比的可实施性。

概念

具体可以查看wiki

浏览器支持程度以及覆盖范围

safas5safas5

许多浏览器都支持VP9视频格式,图中可以看出Chrome和Firefox的支持程度比较好。截止2018年6月,约有4/5的浏览器(包括移动设备)支持WebM封装容器和VP9视频编码,例如Chromium、Chrome、Microsoft Edge、Firefox、Opera等浏览器都内置了VP9解码器,可在HTML5播放器中播放VP9影像格式。Windows 10操作系统也内置了WebM分离器和VP9解码器。

VP9 vs h264 vs h265

性能对比

参考paper《Performance Comparison of H.265/MPEG-HEVC, VP9, andH.264/MPEG-AVC Encoders》

下表显示了HM的参数配置。

配置信息配置信息

下表显示了VP9和x264的参数配置。

vp9_h264vp9_h264

使用的测试序列如下表所示

testtest

实验结果如下图所示

xxxx

下表显示了HEVC在同等质量的前提下(以PSNR为依据),相对于VP9和x264节约的码率。下表显示了所有序列的情况。总体来说HEVC相对于VP9节约了41.9%,HEVC相对于x264节约了38.9%。

1111

下表显示了三种编码器整体性能的比较。表中百分比数字的意义是:同等视频质量的前提下,该列所属的编码器相对于该行所属的编码器节约的码率,如果为负值,则代表反而消耗了更多的码率。例如,同等质量的前提下,x264相对于VP9节约了8.4%的码率。

2222

同等视频质量的前提条件下,编码消耗时间对比如下表所示。可以看出,VP9编码时间大约是x264的130倍。HEVC编码时间大约是VP9的7倍。

3333
压缩率

来源于大量视频数据测试

具体可以看 视频

基本上能得出:与x264相比,x265和vp9具有出色的压缩性能,特别是在更高的分辨率下,比特率节省高达50%。x265几乎在所有分辨率和质量指标上都优于vp9,但性能差距在1080p时缩小(甚至反正)

总体上来看vp9的优势有: vp9在编码效率方面优于x264 在1080p以上编码的压缩效率上可以实现至少25%的码率节省, 压缩性能更高,运作起来效率更高,比起x264要高出50%,用户使用原来一半的带宽就可以观看网络视频,没有专利费。

实现流式播放

1.播放格式

点播实现流式播放具体可以参考webm项目官方文档给出的4种格式。

2.MSE

MSE支持测试demo

3.其他

webm 没有ts类似.m3u8的描述文件需要自己实现。可参考youtobe方案

参考

http://en.wikipedia.org/wiki/VP9

https://www.texpion.com/2018/07/av1-vs-vp9-vs-avc-h264-vs-hevc-h265-1-lossless.html

https://blog.csdn.net/owen7500/article/details/47334929

https://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/11713041

https://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/19014955

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