Кодирование QVBR (Quality‑Defined Variable Bitrate)

Что такое кодирование QVBR (Quality‑Defined Variable Bitrate)?

Для устранения недостатков традиционных способов кодирования с постоянным (CBR) и переменным (VBR) битрейтом компания AWS Elemental создала способ кодирования с переменным битрейтом, который определяется качеством, или QVBR. Это вариант VBR‑кодирования, ориентированный на контент.

QVBR анализирует каждый макроблок, кадр и сцену в исходном видео и автоматически выделяет количество битов в соответствии с информационными различиями: в сложных видеофрагментах используется более высокий битрейт, а в менее сложных – битрейт пониже.

В результате получилась усовершенствованная версия способа кодирования с переменным битрейтом, которая сокращает количество бесполезно используемых битов до минимума и масштабирует битрейт, чтобы обеспечить стабильное качество видео.

Экономия средств и преимущества использования QVBR для поставщиков видео

  • Сокращение битрейта итогового видео до 50 %.
  • Сокращение затрат на хранение видеоконтента и его доставку (только нужные биты).
  • Отсутствие дополнительных трат на использование программного обеспечения и медиасервисов AWS Elemental.
  • Простое управление: единая настройка для любого типа исходного контента.
  • Возможность быстро приступить к работе: не нужно менять проигрыватель.
  • Встроенный кодировщик: отсутствие задержек или дополнительных аналитических проходов.
  • Наличие множества кодеков: можно использовать AVC или выбрать HEVC для дополнительной экономии при сжатии.
  • Работа с прямыми трансляциями (события или круглосуточные каналы) и приложениями для доставки видео по требованию (трансляций, OTT, потоковой передачи, загрузки и пр.).
  • Сочетает и подбирает подходящие версии CBR, VBR, QVBR в одном наборе ABR.
  • Существенное повышение эффективности и качества кодирования видео.
  • Конечные пользователи получают видеоконтент превосходного стабильного качества.

Оценка проекта: тестирование QVBR на AWS re:Invent

Каждый год зрители со всего мира смотрят презентации re:Invent в прямом эфире. Как и для большинства крупных мероприятий, транслируемых в прямом эфире, AWS вкладывает средства в высококачественную графику, инструменты обработки и художественное оформление для передачи важной информации. Для основных презентаций, которые выводятся на очень большие экраны для просмотра тысячами посетителей и еще большим количеством зрителей в прямом эфире, качество отображения должно быть идеальным.

Для прямых трансляций на событии re:Invent 2018 мы использовали кодирование с QVBR и с помощью дополнительных сервисов AWS и AWS Elemental обеспечили более комфортный просмотр при значительно более низких затратах. Интересует, сколько мы сэкономили?

Несмотря на то что в 2018 г. аудитория прямых трансляций значительно выросла по сравнению с предыдущим годом, общая стоимость прямых трансляций снизилась более чем на 20 процентов.

Таким образом, если AWS смогла использовать QVBR для сокращения затрат на прямую трансляцию конференции re:Invent, кодирование с QVBR можно применять везде, где необходимо сократить расходы на хранение и доставку, а также поддерживать постоянное качество видео.

Подробности. Получите технические советы от эксперта подразделения AWS по технологическому обеспечению мероприятий, например как использовать QVBR для прямой трансляции или видео по требованию и как выбрать правильный уровень качества QVBR.

Какие именно проблемы с качеством видео решает QVBR?

Если для кодированного видео наиболее важной характеристикой является качество, лучше всего использовать кодирование с QVBR, которое предназначено для обеспечения постоянного качества видеоконтента и сокращения количества бесполезно используемых битов.

Другими словами, если вы предъявляете высокие требования к качеству, но при этом не готовы много тратить на выделение широкой полосы пропускания, QVBR позволит оптимально сочетать эти запросы. Программное обеспечение AWS Elemental включает в себя QVBR и не требует дополнительной платы за лицензию.

Удовлетворение требований к качеству видео является постоянной проблемой. Информация, содержащаяся в перекодированном видео, по сути является величиной переменной: различный контент и различные сцены содержат различное количество информации в каждом видеокадре. QVBR регулирует скорость, автоматически подстраивая ее под существующие различия и решая проблему нестабильного качества видео в результате его сложности.

QVBR также позволяет перестать гадать и переживать при управлении «бюджетом битов»: если видеосцены более сложные, QVBR использует большее количество битов для поддержания нужного уровней качества видео. Если необходимый уровень качества уже достигнут, QVBR экономит биты.

При этом QVBR также позволяет сэкономить до 50 % средств, которые пришлось бы выделить на исходящий трафик CDN и хранилище.

QVBR позволяет распрощаться с непостоянным качеством видео: этот метод кодирования поддерживает кодеки AVC и HEVC, в итоге ваша аудитория наслаждается стабильным качеством видеоконтента, а вы – наиболее экономичным способом его предоставления.

Каким образом QVBR улучшает качество видео?

Проблемы постоянного битрейта

AWS_Elemental_QVBR_Diagram_CBR

Как постоянный битрейт влияет на качество видеоконтента.

  • Биты используются, даже когда они не нужны, поскольку требуемый уровень качества видео уже достигнут.
  • Недостаточное количество битов там, где они нужны, приводит к снижению качества видео.
  • Для разных типов контента требуется выбирать разный битрейт.
  • При выборе битрейта оператор должен придерживаться метода «наилучшего предположения».

Как переменный битрейт влияет на качество видео.

  • Кодировщик использует столько битов, сколько требуется для достижения среднего битрейта, даже если для обеспечения необходимого качества видео эти биты не нужны.
  • Оператор должен выбирать средний битрейт на каждый ресурс.
  • Выбрать среднее значение для амплитудного коэффициента бывает непросто.
  • Для различных типов контента требуются различные настройки.
  • Невозможно достичь оптимальной экономии битов до тех пор, пока не будут выполнены несколько кодирований и итерация для получения наименьшего битрейта, требуемого ресурсом.
AWS_Elemental_QVBR_Diagram_VBR

QVBR: лишние биты не используются = большая экономия битов

AWS_Elemental_QVBR_Diagram_QVBR

Как QVBR улучшает качество видеоконтента.

  • Переменный битрейт автоматически подстраивается под различные виды контента и сцен.
  • Кодировщик автоматически корректирует фактическую разбивку.
  • Основано на статистике, разработанной для перцептивного кодирования, такого как AQ, MD и RC.
  • Биты можно экономить, если требуемый уровень качества уже достигнут (лишние биты не используются).
  • Для получения требуемого уровня качества сложных сцен используется большее количество битов.

Преимущества QVBR для обеспечения качества видеоконтента

  • Снижение расходов: сокращение объема трафика CDN и занимаемого в хранилище места на 10 % – 50 % (или более, в зависимости от видеоконтента).
  • Более стабильное качество видео: обеспечение однородности контента и применение высокого битрейта только в сложных сценах.
  • Поддержка кодеков AVC и HEVC для более эффективного сжатия.
  • Удобство использования: больше не нужно выбирать битрейт в зависимости от контента. Вместо этого укажите фиксированный уровень качества видео и максимальный битрейт (согласно требованиям к подключению и устройствам). Обо всем остальном позаботится кодировщик.
  • Достижение того же уровня плотности упаковки информации без снижения производительности.
  • Работа как с однопроходным кодированием для прямой трансляции (или ускоренным циклическим кодированием видео по требованию), так и с двухпроходным кодированием для дополнительной обработки.
  • Лучший инструмент для обеспечения качества видео предоставляется без дополнительной платы за лицензию.

Каким образом QVBR упрощает процесс управления качеством видео

  • Просто выполните обновление, включите QVBR и мгновенно начните экономить, улучшая при этом качество видео.
  • Компания AWS Elemental продолжает работу над повышением качества видео, поэтому при включении новых возможностей возможно повышение качества видео и качества обслуживания пользователей при том же или более низком значении битрейта.
  • Эффективен для рабочих процессов прямых трансляций и видео по требованию в различных приложениях.
  • Создание видеоконтента стабильно высокого качества, экономия места для сокращения расходов на передачу и хранение данных, а также простота настройки.
  • Поскольку компания AWS Elemental разрабатывает собственные алгоритмы кодирования, возможности обеспечения качества видео входят в состав программного обеспечения, и никакие дополнительные внешние инструменты или обработки не требуется.
  • Выполнение покадровой адаптации для поддержания качества видеоконтента.
  • Раньше: максимальное качество видеоконтента в каждом кадре. Теперь: сокращение количества используемых битов до минимума, исходя из выбранных пользователем характеристик качества видео.

Демонстрация кодирования QVBR

Получите высокое качество видеоконтента и сократите расходы. Кодирование QVBR, разработанное компанией AWS Elemental, позволяет устанавливать битрейт видео согласно заданному значению качества и экономить при этом до 50 % на хранении и доставке. Узнайте из этого демонстрационного видео, как быстро и просто выполнить подготовку, настройку и приступить к использованию QVBR. 

Quality‑Defined Variable Bitrate (QVBR) Encoding Demo [11:23]

Начало работы

Мы можем помочь вам начать работу, предоставив консультации отдела продаж и архитекторов решений, либо вы можете приступить к разработке самостоятельно уже сегодня.