Cách tiêu chuẩn video H.266 sẽ giúp truyền nội dung nhanh hơn đáng kể

Chúng ta xem rất nhiều video mỗi ngày, nhưng có thể không có trải nghiệm mượt mà và tốt nhất trong mọi điều kiện. Điều này là do các ràng buộc băng thông hoặc kích thước tệp video đang được truyền. Điều này có thể dẫn đến độ trễ trong quá trình đệm hoặc luồng bị pixel.

Đó là lý do tại sao chúng ta cần các thuật toán và tiêu chuẩn nén video, giúp giảm kích thước của các tệp được truyền đến thiết bị của bạn. Hiện chúng ta đã có rất nhiều thuật toán này.

Nén video giúp dễ dàng truyền các tệp qua internet mà không làm cạn kiệt giới hạn dữ liệu của bạn trong vài phút, đồng thời đảm bảo phát lại mượt mà với ít đệm nhất. Một video 1080p kéo dài 7 phút sẽ tiêu thụ khoảng 200-600MB dữ liệu của bạn, tùy thuộc vào codec sử dụng.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về một tiêu chuẩn sắp tới được gọi là H.266 hoặc VVC (Versatile Video Codec). Nhưng trước khi chúng ta đào sâu vào câu chuyện của nó, hãy bắt đầu với một số cơ bản.

Tại sao chúng ta cần nén video?

Các studio tạo nội dung quay và chỉnh sửa các tệp cho chương trình và phim ở định dạng analog/RAW, giữ lại số lượng thông tin tối đa để biên tập viên có linh hoạt để điều chỉnh màu sắc và các tham số thị giác khác mà không ảnh hưởng đến độ trung thực của hình ảnh. Những tệp này lớn, và việc truyền chúng qua điện thoại của bạn sẽ tốn nhiều băng thông và xử lý.

Vì vậy, các nền tảng như Netflix, HBO và Amazon Prime cần chuyển đổi chúng thành định dạng số và nén các tệp.

Các tiêu chuẩn nén video thường được sử dụng là gì?

Một số tiêu chuẩn thường được sử dụng trên web cho việc phát video trực tuyến là AV1, H.264, H.265/HEVC (High-Efficiency Video Coded), VC-1, và Apple ProRes. Hầu hết chúng sử dụng một khái niệm toán học gọi là Biến đổi Cosine Rời Rạc (DCT). Đây là kỹ thuật được sử dụng để xác định các pixel dư thừa trong một hình ảnh có thể được bỏ qua trong quá trình nén, mà không ảnh hưởng lớn đến chất lượng hình ảnh.

Ai phát triển những tiêu chuẩn này?

Một tổ chức được biết đến là Tổ chức Tiêu chuẩn Truyền thông (ITU-T) — cụ thể là nhóm nghiên cứu 16 — chủ yếu quan tâm đến tất cả các codec liên quan đến dòng H.26x. Chức năng của nhóm các công ty tham gia này, đặt trụ sở tại Geneva, là thiết kế và duy trì các tiêu chuẩn công nghệ như vậy. Các thành viên của nó bao gồm Apple, IBM, Huawei và Nokia.

Đầu tiên, một nhóm làm việc liệt kê yêu cầu cho tiêu chuẩn cần được phát triển. Sau đó, nó đưa ra lời kêu gọi chứng cứ, yêu cầu các nhà phát triển khác nhau đề xuất ứng dụng tốt nhất để đạt được tất cả các tiêu chuẩn này.

Sau đó, có một lời kêu gọi đề xuất nơi các nhà phát triển khác nhau đệ trình giải pháp của họ. Cuối cùng, tiêu chuẩn được dựa trên việc kết hợp những phần tốt nhất từ các đề xuất khác nhau.

H.266 là gì?

H.266 hoặc VVC (Versatile Video Codec) là một tiêu chuẩn nén mới được phát triển bởi Đội Người Chuyên Gia Video Hợp Nhất (JVET). Nhóm này được hình thành bởi các chuyên gia từ Nhóm Chuyên Gia Hình Ảnh Động (MPEG) từ nhóm ISO/IEC và Nhóm Chuyên Gia Mã Hóa Video (VCEG) từ nhóm ITU-T. Ôi, đó là rất nhiều từ viết tắt. Tôi xin lỗi.

JVET cũng sẽ chịu trách nhiệm duy trì các tiêu chuẩn H.264 và H.265 hiện tại.

Viện Fraunhofer Heinrich Hertz, có trụ sở tại Đức, một trong những nhà phát triển của các tiêu chuẩn, chính thức công bố tiêu chuẩn vào tháng 7 năm 2020.

Benjamin Bross, trưởng nhóm hệ thống mã hóa video, Fraunhofer HHI, nói rằng tiêu chuẩn này xuất hiện vì ngày càng nhiều điện thoại và thiết bị hiện nay hỗ trợ quay phim chất lượng cao 4K, và chúng ta cần một hệ thống mã hóa video mạnh mẽ, hiệu quả để gửi chúng qua internet và lưu trữ trên thiết bị:

Với sự tăng cường chất lượng video, việc tiêu thụ dữ liệu cũng tăng, và băng thông rộng không thể theo kịp. Ngoài ra, chúng ta cần lưu trữ những video này trên thiết bị của chúng ta. Vì vậy, nếu chúng ta có thể nén kích thước của chúng xuống 50%, thì tuyệt vời.

Bạn có thể đọc chi tiết kỹ thuật của tiêu chuẩn nén H.266 tại đây.

Ưu điểm của H.266 là gì?

Mục tiêu chính của bất kỳ tiêu chuẩn nén video mới nào là giảm băng thông mà video chiếm trong khi bảo toàn độ trung thực càng nhiều càng tốt.

Các thử nghiệm sớm cho thấy H.266 đạt được tỷ lệ nén tốt hơn 40%-50% so với HEVC, hiện đang được Apple sử dụng trên iPhone. Điều này có nghĩa là bạn có thể xem một tập của bộ phim yêu thích của mình chỉ bằng gần một nửa lượng dữ liệu.

Khi tiêu chuẩn được phát hành, Fraunhofer HHI tuyên bố rằng tiêu chuẩn HEVC sử dụng 10GB dữ liệu để truyền một tệp video 4K dài 90 phút. So với đó, H.266 chỉ sử dụng 5GB dữ liệu để truyền cùng một tệp.

JVET quyết định xây dựng H.266 (VVC) cho các ứng dụng vượt ra khỏi việc truyền video. Tiêu chuẩn hỗ trợ truyền tải video từ 4K đến 8K mượt mà, cùng với việc hỗ trợ video 360 độ. Điều này có thể hữu ích trong các ứng dụng VR và AR.

Bross cho biết H.266 được thiết kế để bạn có thể truy cập trực tiếp vào các vùng khác nhau của một khung trong bitstream. Vì vậy, dịch vụ truyền video có thể chọn truyền các vùng không quan trọng trong cảnh ở độ phân giải thấp để tiết kiệm băng thông.

Ai đang sử dụng và gặp vấn đề gì?

Hiện tại, nền tảng phát sóng có trụ sở tại Ấn Độ MX Player là một trong số ít nền tảng trên thế giới đã áp dụng tiêu chuẩn H.266 để truyền nội dung.

Siddharth Mantri, giám đốc sản phẩm chính tại MX Player, cho biết trong khi giá dữ liệu di động giảm ở Ấn Độ, vẫn còn các hạn chế về băng thông có thể giảm chất lượng video:

Nhiều khách hàng của chúng tôi phải quản lý dung lượng dữ liệu hàng ngày để có trải nghiệm tốt nhất. Tiêu chuẩn mới này mang lại tiêu chuẩn nén video tiên tiến nhất có sẵn trên thế giới, và giảm sử dụng dữ liệu hơn 50%.

Trong khi MX Player ưa chuộng truyền nội dung của mình trên H.266, tùy thuộc vào thiết bị và điều kiện mạng, có thể phải chuyển sang các tiêu chuẩn khác như AV1 hoặc H.265 trên một số thiết bị, cho đến khi hỗ trợ phát lại cho tiêu chuẩn mới được tích hợp vào chip được sử dụng trong những chiếc gadget đó. Các người chơi phát sóng khác cũng sẽ phải đối mặt với thách thức này và phải làm theo một thời gian dài.

Mantri nói rằng công ty đã cung cấp nội dung thông qua tiêu chuẩn H.266 cho gần 20% khách hàng của mình và không nhận được phản ánh nào.

Trong khi cả bộ mã hóa và giải mã đều được công bố mã nguồn mở, việc phát triển cả hai cho tất cả các công ty là khó khăn. MX Player đã xây dựng bộ mã hóa riêng và đã cấp phép bộ giải mã từ Tencent, một trong những nhà đầu tư của mình.

Cũng có các công ty như MPEG-LA và Access Advance cung cấp giấy phép cho H.266. Họ có một nguồn giấy phép từ nhiều chủ sở hữu và nhà phát triển khác nhau, và bạn có thể chọn lựa theo nhu cầu của bạn. Bạn có thể đọc thêm về điều này tại đây.

Qualcomm nói năm ngoái rằng chúng ta sẽ thấy các công ty triển khai H.266 mức thương mại vào năm 2021. MX Player và Tencent Cloud là một số ví dụ về điều đó, với nhiều hơn nữa sắp tới.

Quan trọng nhớ rằng trong khi HEVC được phát hành vào năm 2013, nó chỉ được hỗ trợ trên iPhones vào năm 2017. Bross nói rằng chúng ta có thể thấy sự hỗ trợ cho H.266 trong các chip vào cuối năm nay hoặc năm sau, và sự hỗ trợ rộng rãi trong các thiết bị sẽ sớm theo sau.

H.266 trông như một tiêu chuẩn hiệu quả và linh hoạt trên giấy, nhưng sẽ mất vài năm để nó lật đổ các tiêu chuẩn hiện tại như H.265 và AV1.