Эта песня будет вечной: инженеры готовят на смену HEVC новый кодек JEM

Пользователей ждёт очередная замена сет-топ-боксов, а производителей – дополнительная прибыль?

На протяжении нескольких месяцев специалисты из Группы экспертов по движущимся изображениям (MPEG) и Международного союза электросвязи (ITU) работали над созданием кодека JEM, который должен со временем прийти на смену HEVC (известен также как H.265). И вот, наконец, специально созданная Совместная рабочая группа по исследованиям в сфере видео (JVET) может похвастаться первыми результатами своей работы.

Как заявили в MPEG, первые результаты испытаний нового кодека JEM, который должен стать приемником H.265, дают повод для скромного оптимизма. Однако анализ данных результатов также дал понять, что новой системе сжатия видео требуется доработка. Также ряд элементов, включённых в кодек в настоящее время, вряд ли найдут практическое применение из-за своей сложности.

Результаты практических испытаний работы кодека были представлены Йенсом Райнером Омом и Матиасом Вином из Института инженеров связи при Рейнско-Вестфальском техническом университете в Аахене. Они отметили, что визуально контент, сжатый при помощи JEM, по качеству картинки практически не отличается от контента, сжатого HEVC. Однако битовая скорость передачи данных при использовании нового кодека на 35-60% ниже битовой скорости при использовании его предшественника.

Впрочем, на сегодняшний день новый видеокодек имеет один существенный недостаток: он связан со скоростью компрессии и декомпрессии. Для сжатия видео при помощи кодека JEM требуется в 12-16 раз больше времени, чем при использовании HEVC. А декодирование видео, сжатого при помощи JEM, занимает в 2,5-10 раз больше, чем в случае с видео, сжатым HEVC. Однако исследователи полагают, что дальнейшая доработка кодека и использование аппаратного ускорения позволят значительно уменьшить эти показатели.

Общая архитектура видеокодека JEM очень похожа на архитектуру HEVC. Его работа основана на использовании принципа предсказания с обратной связью с компенсацией движения от ранее декодированных опорных изображений или внутреннего предсказания из ранее декодированных областей текущего изображения. Также в новом кодеке используется уже опробованная в HEVC высокоуровневая синтаксическая сигнализация, управление буфером опорных изображений и другие элементы высокого уровня. Модификации и надстройки реализованы, в первую очередь, для уровня кодирования.

Среди наиболее важных аспектов работы нового кодека, связанных с улучшением качества сжатия, следует в первую очередь упомянуть такие:

• улучшено взаимное прогнозирование, в частности наблюдается более высокая точность компенсации движения, в частности – более точная сегментация/разбиение блоков движения, использование нетрансляционных моделей движения, включая улучшенное кодирование информации о движении и информации о разделении;
• улучшено внутреннее прогнозирование, что особенно актуально в случаях, когда компенсация движения не выполняется, например, при наличии окклюзий; это также обеспечивает более точное разделение;
• улучшено кодирование с использованием остаточного прогнозирования, включая вызов баз адаптивного преобразования и усовершенствования энтропийного кодирования;
• расширена фильтрация контуров, направленная на удаление артефактов кодирования, а также шума от сигнала прогнозирования.

Таким образом, как видно из перечисленных выше пунктов, конструкция декодера предусматривает более активное использование информации, которая неявно доступна из ранее декодированных частей видеосигнала. Однако это может означать увеличение сложности вычислительных операций.

Первая готовая тестовая модель нового кодека может появиться в октябре 2018 года. А появление первой рабочей стандартизированной версии JEM, готовой к практическому использованию, ожидается в октябре 2020 года.

В настоящее время в индустрии телевизионного вещания параллельно применяют несколько кодеков: HEVC/H.265, MPEG-4/AVC и MPEG-2.

Источник: журнал MEDIASAT : цифровое ТВ, радиовещание и телекоммуникации