VVC、EVC、LCEVC——MPEG的视频编解码器

VVC、EVC、LCEVC 是 MPEG 在 2020-2021 年发布的三种视频编解码器，分别称为通用视频编码 (H.266)、基本视频编码 (EVC MPEG-5 Part 1) 和低复杂度增强视频编码 (LCEVC MPEG-5 Part 2)。让我们来看看这些编解码器中每一个的亮点以及它们带来的好处。

视频压缩对您的基础设施至关重要

视频流量每天都在增长，而且不会很快停止。大流行可能阻碍了其他行业，但实际上却给流媒体行业带来了麻烦，因为人们被困在室内，观看视频提供了一种急需的逃离日常生活的方式！

视频压缩是视频传输管道中的关键组件，可以在最终用户的脑海中留下巨大的成败印象。如果您“调整”您的编码器以最大化视频质量，您将不得不在压缩效率上做出妥协并花费更多的比特；反之亦然。如果你在压缩效率上妥协并创建更大的文件，那么你将不得不在 CDN 交付成本上花费更多。

因此，每个编码器团队的目标都是在质量和比特率之间取得良好的平衡。换句话说，平衡视频质量和金钱。

执行此平衡操作的最简单方法是升级到市场上最好的编码器或编码技术。假设这很简单，但实际上很难。您需要确保满足质量-复杂性-效率的权衡，并且除其他事项外还提供解码器支持。

HEVC 未能起飞

当我们谈论编码器时，如果不提及 H.264/AVC，则讨论是不完整的，它自 MPEG 引入以来仍然占据主导地位（我认为是 2003 年）。MPEG 宣布了 H.264/AVC 的继任者，并将其称为 H.265/HEVC（高效视频编码），它具有一系列新的编码工具，例如四叉树分解、新图片类型、SAO 过滤等。

然而，HEVC 被证明是一个哑弹，它几乎与算法无关。对于 HEVC 研发团队来说，获得比 AVC 20-30% 的收益很容易。

你可能不同意，但是，作为多年编写 HEVC 代码的人，我坚持我所说的。

MPEG 的 H.265/HEVC 的“失败”是由于专利池和许可问题，这就需要一种新的编解码器来填补 HEVC 留下的空白并取代 H.264/AVC（其设计将难以压缩 4K、UHD 和大分辨率）。

在这方面，MPEG 宣布三种新的视频编解码器将很快标准化，它们是：-

多功能视频编码 (H.266)
基本视频编码（EVC MPEG-5 第 1 部分）
低复杂度增强视频编码（LCEVC MPEG-5 第 2 部分）

让我们快速浏览一下这些编解码器中的每一个的目标，看看它们试图填补什么空白，好吗？

多功能视频编码 – VVC / H.266

作为 HEVC 的继任者，通用视频编码标准的远大目标是实现比 HEVC 至少 30% 的压缩效率提高。考虑到委员会提供的“10 倍复杂性增加”的允许，这应该是可行的。

在 VVC (H.266) 的MPEG 要求文档中，关于压缩效率、编码复杂度等的一些有趣的观点很突出。

与 HEVC Main Profile 相比，目标应用程序需要大幅提高压缩效率； 在整个比特率范围内的任何一点都不会比现有标准差。 对于一些重要的用例，相同感知质量下 30% 的比特率降低就足够了，并且可能证明未来的视频编码标准是合理的。其他用例可能需要更高的比特率降低，例如 50%。
对于许多应用程序来说，编码复杂度大约是 HEVC 的 10 倍或更多是可以接受的。
该标准应能够使用高效的预测结构（例如，所谓的开放图片组），而不会影响不同属性（例如不同空间分辨率）的表示之间的快速无缝表示切换能力。
所有配置文件和级别都需要支持逐行扫描。

需求文档中对我来说最突出的是对“快速切换”和“逐行扫描”的引用。这清楚地表明了 MPEG 机构对 OTT 流媒体的重视 （以及 OTT 中隐含的隔行视频）。

这在 HEVC 中是一个巨大的问题，隔行支持是事后才想到的；并且它导致大量的代码争论，以将隔行扫描支持改造为商业编解码器。我希望 VVC 不会走同样的交错路径。

关于快速切换的第二个评论很有趣，可能会给编解码器供应商施加压力，要求他们在比特流中插入更多 IDR，以支持更小的段大小和 ABR 比特率阶梯中配置文件之间干净、快速的切换。对 open-gops 的引用很有趣，因为 Open-GOPs 对提高压缩效率非常有帮助——所以这是值得提防的一件有趣的事情。

每当讨论 MPEG 的视频编解码器时，房间里的大象就必须获得许可。Fraunhofer HHI 在他们的时事通讯中说，