AV1 vs HEVC/H.265 - Qual è il Codec del Futuro?

Ora che i contenuti ad altissima definizione 4K e 8K stanno diventando mainstream, lo standard di compressione video avanzato, noto anche come codec video, è qui per offrire una migliore qualità video e costi di larghezza di banda inferiori. I due codec più efficienti oggi sono gli standard High Efficiency Video Codec (HEVC) e AOMedia Video 1 (AV1).

Quali sono le differenze tra AV1 e HEVC? In particolare, il vincitore sarà il codec video che affronterà le dimensioni: efficienza di compressione, prestazioni computazionali e compatibilità. Se vuoi tuffarti nella battaglia dei codec, ci stiamo preparando per il confronto tra AV1 e HEVC, in termini di prestazioni, dimensioni del file, qualità e compatibilità.

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Se non vuoi leggere tutto in dettaglio, controlla la conclusione AV1 vs HEVC di seguito:

• AV1 è esente da royalty mentre HEVC è soggetto a royalty.
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• AV1 può risparmiare fino al 30% delle dimensioni del file rispetto a HEVC per la stessa qualità dell'immagine.
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• AV1 richiede hardware più potente per la decodifica e richiede molto più tempo per la decodifica rispetto a HEVC.
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• HEVC è supportato da GPU/CPU di AMD, Nvidia, Intel, Apple, Qualcomm, ecc. Il supporto per la decodifica AV1 è già qui, ma la codifica AV1 è supportata solo da Nvidia e Intel.

1. Diritti d'Autore

Riepilogo: AV1 è royal free mentre hevc no.

AOMedia Video 1 (AV1) è il successore di VP9, ​​sviluppato da Alliance for Open Media, un consorzio delle più grandi aziende tecnologiche tra cui Intel, Amazon, Apple, Facebook, Google, Microsoft, Mozilla e Netflix (vedi tutti i membri di seguito). A causa della vaga e costosa struttura delle licenze HEVC, AOMedia ha deciso di creare uno standard royalty-free in grado di fornire prestazioni migliori rispetto a HEVC.

Codec HEVC è il successore di AVC, sviluppato da Moving Picture Experts Group (MPEG) e Video Coding Experts Group (VCEG) per codificare e decodificare flussi video in modo più efficiente ed economico. HEVC ha una struttura delle royalty molto complicata e costosa. Pertanto, gli azionisti congiunti di MPEG LA, HEVC Advance e Velos Media, che includono Ericsson, Panasonic, Qualcomm, Sharp e Sony, hanno tutti canoni di licenza diversi su HEVC. Le royalty dettagliate sono elencate di seguito (Fonte: Wiki):

2. Efficienza di Compressione

Riepilogo: il codec AV1 è più efficiente del 30% rispetto a H.265

Secondo i test condotti dall'Università statale di Mosca, AV1 può superare HEVC di circa il 28% nell'efficienza di codifica e decodifica. Secondo il grafico delle prestazioni del Graphics & Media Lab Video Group, MSU di seguito, AV1 è in grado di fornire la stessa qualità di X264 al 55% bitrate medio mentre il miglior codificatore HEVC (x265 in modalità Placebo a tre passaggi) funziona al 67% del bitrate. In altre parole, con AV1, i distributori possono inviare flussi in modo più rapido ed economico e noi possiamo godere di definizioni più elevate con la stessa larghezza di banda.

I guadagni di efficienza in AV1 rispetto a HEVC rendono lo streaming di video HDR 4K con un'ampia gamma di colori molto più fattibile. Può arrivare fino a 8K fino a 120 fps, 800 Mbps. Il video a 360 gradi può anche utilizzare AV1 per soddisfare richieste di dati altrettanto elevate.

3. Qualità

Riepilogo: il codec AV1 offre una migliore qualità dell'immagine rispetto a H.265/HEVC

Sebbene AV1 abbia una migliore efficienza di compressione, ci sono differenze di qualità tra AV1 e HEVC? Come Formati video 4K, sia AV1 che HEVC hanno una buona qualità. Ma esistono ancora piccole differenze. Secondo la tabella di qualità tra quattro codec (vale a dire AV1, X265, LibVPx e X264) basata sulla valutazione VMAF, disegnata da Jan Ozer, un famoso professionista di streaming e produzione, rispetto a X265, AV1 può fornire una qualità migliore anche a basso bitrate. Complessivamente, AV1 è in grado di mantenere un'alta qualità da una velocità dati bassa ad alta. Ciò è dimostrato anche in altri test PSNR online.

4. Tempo di Codifica/Decodifica

Riepilogo: il codec AV1 richiede 3 volte il tempo di codifica di HEVC/H.265

Sulla base di test precedenti, AV1 richiede 3 volte il tempo di codifica di HEVC x265 e LibVPx. Indicato anche nei rapporti MSU, la codifica AV1 è circa 2500-3000 volte più lenta rispetto ai concorrenti mentre X265 è circa 10-15 volte più lenta. Poiché AMD, Nvidia, Intel, Qualcomm e la maggior parte dei produttori di hardware supportano già HEVC, un codificatore HEVC con accelerazione hardware può eseguire la codifica HEVC circa 5 volte più velocemente, il che consentirà anche di risparmiare più CPU e batteria fornendo al contempo un'elevata qualità rispetto all'elaborazione del software.

Tuttavia, l'ultima versione AOM-AV1 3.5 ha una codifica della CPU molto più efficiente. Presenta una nuova API e funzionalità per migliorare la velocità e le ottimizzazioni della memoria. I test hanno mostrato una riduzione del tempo di codifica del 34% per i video 1080p nella migliore delle ipotesi su una CPU a 16 thread e una riduzione del tempo di codifica del 18-20% per risoluzioni 2160/4K su una CPU a 32 thread. Pertanto, il software di streaming può offrire un'esperienza migliore con AV1 rispetto a HEVC. Dal punto di vista hardware, AV1 ha meno supporto di HEVC. Pertanto, c'è ancora molta strada da fare prima che AV1 si diffonda per lo streaming (di seguito è riportato il tempo di decodifica e codifica di AV1, X265 e dei principali concorrenti, video: trailer 2k, fonte: texpion).

Il noioso supporto hardware della tecnologia AV1 fa sì che la riproduzione e la codifica AV1 impiegheranno più tempo rispetto a HEVC. Vediamo la codifica e decodifica AV1: Non preoccuparti della decodifica AV1 poiché è già supportata dai principali player di silicio come GPU AMD RDNA 2, GPU NVIDIA GeForce serie 30 e 40, GPU Intel Xe e Arc, nonché chip mobili come Samsung Exynos 2100 e 2200 , vari SoC MediaTek Dimensity e il processore Tensor di Google.

La codifica hardware di AV1 non è brillante come HEVC. Di gran lunga, le nuove schede grafiche Arc Alchemist A Series di Intel sono le prime schede grafiche sul mercato con codificatori GPU AV1. NVIDIA ha appena rilasciato la sua nuova scheda grafica, le GPU GeForce RTX serie 40, che presentano l'ottava generazione di codificatore video Nvidia - NVENC, e offre anche il supporto per la codifica AV1. Secondo i test eseguiti da Nvidia, ora il nuovo codificatore AV1 può offrire il 40% di efficienza in più con risoluzioni e qualità più elevate.

(Di seguito sono riportati i test di velocità di codifica condotti da Nvidia con Nvenc AV1 rispetto al predecessore HEVC H.264.)

Per quanto riguarda il consumatore ordinario, questo potrebbe essere un segnale forte per l'ingresso di più giganti della tecnologia e con i loro sforzi per portare avanti l'applicazione di AV1 nella condivisione di video su Internet. Un futuro decisamente migliore sarà promesso con l'unione di grandi aziende come NVIDIA e AMD.

5. Compatibilità

Riepilogo: il supporto hardware e software per il codec AV1 non è ancora buono come HEVC

iPhone, iPad, Samsung, Google Note/Pixel, Xiaomi, LG, cellulari HTC e TV di Sony, LG, Samsung, ecc. hanno tutti la capacità integrata di decodificare HEVC. I principali produttori di hardware come Qualcomm, Intel, Nvidia, Microsoft, Apple, Broadcom, Ambarella, ecc. aggiungono tutti il ​​supporto al codec HEVC. La maggior parte delle fotocamere moderne, come GoPro, droni DJI, Canon e alcune altre DSLR registrano video utilizzando il codec HEVC. HEVC è supportato anche da vari programmi software, come editor FCP X, Premiere Pro, DaVinci Resolve e browser web. Tuttavia, a volte può verificarsi un errore come VLC non può riprodurre file HEVC,VLC non supporta il codec HVC1, eccetera.

Sebbene rispetto a HEVC, AV1 non sia così ampiamente utilizzato, il suo futuro sembra sempre più ottimista. C'è un crescente supporto hardware per il codec AV1:

Tutti i tablet e i telefoni Android che devono eseguire Android 14 devono supportare AV1.

L'app mobile Netflix per Android e iOS sta già distribuendo flussi AV1.

NVIDIA ha collaborato con OBS Studio per aggiungere il supporto AV1 alla sua nuova versione del software, che ha aggiunto il supporto per HEVC/H.265 per aumentare i tassi di compressione video del 15% su un'ampia gamma di GPU NVIDIA nella versione OBS 28.0. Discord sta abilitando AV1 end-to-end per la prima volta.

Verdetto

AV1 vs HEVC, qual è il codec migliore per il futuro? Quando è arrivato l'H.265 più efficiente del 50%, H.264 non è diventato obsoleto. Anche se AV1 ha prestazioni migliori del 30%, ora è nella fase iniziale. Ciò significa che la maggior parte dei dispositivi ora supporta solo HEVC. Detto questo, riteniamo che AV1 sia più promettente, in particolare per lo streaming online di contenuti ad alta risoluzione.