Перейти к основному содержимому

VP9

Кодек VP9 рассмотрим в сравнении с его предшественником VP8 и альтернативным H.265.

Эффективность кодирования​

Эффективность кодирования измеряет, насколько хорошо кодек сжимает видео без значительного ухудшения качества. Обычно она оценивается по отношению битрейта к качеству (например, PSNR или SSIM). Рассмотрим каждый кодек отдельно:

VP9​

  • Битрейт: По сравнению с VP8, VP9 обычно требует примерно на 20–30% меньше битрейта при одинаковом качестве. Это означает, что при том же битрейте VP9 может предложить лучшее качество изображения.
  • Качество: При одинаковых условиях VP9 обеспечивает заметно лучшую четкость деталей и меньшее количество блочных артефактов по сравнению с VP8.

VP8​

  • Битрейт: Для достижения того же уровня качества, что у VP9, требуется больший битрейт. Например, VP8 может требовать на 25–40% больше битрейта, чем VP9.
  • Качество: Несмотря на хорошую производительность, VP8 уступает VP9 в сохранении мелких деталей и снижении артефактов.

H.265 (HEVC)​

  • Битрейт: H.265 является одним из самых эффективных современных кодеков. Он предлагает на 35–45% меньший битрейт по сравнению с VP9 при аналогичном качестве. Это делает его предпочтительным выбором для сверхвысокого разрешения (UHD) и приложений с высокой пропускной способностью.
  • Качество: H.265 способен сохранять мелкие детали и снижать артефакты даже лучше, чем VP9, благодаря улучшенным алгоритмам предсказания и более сложным методам обработки изображений.

Артефакты​

Артефакты возникают вследствие потерь информации при сжатии видео. Они проявляются в виде блочности, размытости, шумов и других искажений. Рассмотрим, какие типы артефактов характерны для каждого кодека:

VP9​

  • Блочность: Минимальна за счет использования крупных блоков и продвинутых методов предсказания.
  • Шумы: Шумоподавление в VP9 работает эффективно, уменьшая видимые шумы.
  • Рингинг: Может проявляться вокруг резких переходов, но менее выражен по сравнению с VP8.

VP8​

  • Блочность: Более заметна, особенно при низких битрейтах.
  • Шумы: Иногда проявляется остаточный шум, особенно в областях с низкой контрастностью.
  • Рингинг: Часто возникает вдоль границ объектов, что приводит к появлению ореолов.

H.265 (HEVC)​

  • Блочность: Практически отсутствует благодаря использованию сложных структур блоков и предсказаний.
  • Шумы: Очень маловероятно появление шума, так как HEVC использует продвинутые методы фильтрации.
  • Рингинг: Редко встречается, поскольку HEVC обладает эффективными механизмами сглаживания краев.

Отличия на алгоритмическом уровне​

Рассмотрим ключевые алгоритмические различия между этими тремя кодеками:

VP9 vs VP8​

  • Размер блока: VP9 поддерживает блоки размером до 64x64 пикселей, тогда как VP8 ограничен блоками 16x16 пикселей. Большие блоки позволяют лучше обрабатывать крупные области однородного цвета, повышая общую эффективность компрессии.
  • Многоуровневое предсказание: VP9 использует многоуровневую структуру предсказания, которая включает векторное движение, субпиксельные сдвиги и улучшенную интерполяцию. Это позволяет точнее восстанавливать кадры и снижает артефакты.
  • Контекстное энтропийное кодирование: VP9 применяет контекстное энтропийное кодирование, которое учитывает окружение текущего блока для выбора наиболее подходящего метода сжатия. Это повышает эффективность компрессии по сравнению с VP8.

VP9 vs H.265 (HEVC)​

  • Поддерживаемые форматы: H.265 поддерживает более широкий спектр цветовых форматов, включая HDR и расширенный динамический диапазон, что делает его предпочтительным для высококачественного контента.
  • Алгоритмы предсказания: H.265 использует еще более сложные схемы предсказания, такие как асимметричные блоки и улучшенные фильтры, что позволяет достичь лучшего качества при меньших битрейтах.
  • Аппаратная поддержка: H.265 имеет значительно большую поддержку со стороны производителей оборудования, что упрощает его внедрение в устройства и системы.

Заключение​

VP9 представляет собой значительное улучшение по сравнению с VP8, предлагая более высокую эффективность кодирования и меньшие артефакты. Однако H.265 (HEVC) превосходит оба этих кодека по эффективности и качеству, хотя и требует большей вычислительной мощности для декодирования. Выбор конкретного кодека зависит от требований к качеству, доступности аппаратных средств и ограничений по пропускной способности сети.