VP9解码器技术方案调研

[gnipbao]

背景

自2003年以来，H.264一直是最先进并被最广泛部署的视频压缩格式，也催生了HDTV、蓝光DVD、互联网视频网站（如YouTube，Twitch）等许许多多成功的商业产品。但是目前基于H.264协议的编码器已经达到了它们压缩性能的极限。特别是对于高清分辨率（1080p60）游戏内容的实时编码，这些编码器已经江郎才尽，耗尽了所有可挖掘的技术潜力。然而与此同时，新涌现出的下一代视频标准，VP9，HEVC和AV1。本文主要介绍VP9相对H.264对比的可实施性。

概念

具体可以查看wiki

浏览器支持程度以及覆盖范围

许多浏览器都支持VP9视频格式，图中可以看出Chrome和Firefox的支持程度比较好。截止2018年6月，约有4/5的浏览器（包括移动设备）支持WebM封装容器和VP9视频编码，例如Chromium、Chrome、Microsoft Edge、Firefox、Opera等浏览器都内置了VP9解码器，可在HTML5播放器中播放VP9影像格式。Windows 10操作系统也内置了WebM分离器和VP9解码器。

VP9 vs h264 vs h265

性能对比

参考paper《Performance Comparison of H.265/MPEG-HEVC, VP9, andH.264/MPEG-AVC Encoders》

下表显示了HM的参数配置。

下表显示了VP9和x264的参数配置。

使用的测试序列如下表所示

实验结果如下图所示

下表显示了HEVC在同等质量的前提下（以PSNR为依据），相对于VP9和x264节约的码率。下表显示了所有序列的情况。总体来说HEVC相对于VP9节约了41.9%，HEVC相对于x264节约了38.9%。

下表显示了三种编码器整体性能的比较。表中百分比数字的意义是：同等视频质量的前提下，该列所属的编码器相对于该行所属的编码器节约的码率，如果为负值，则代表反而消耗了更多的码率。例如，同等质量的前提下，x264相对于VP9节约了8.4%的码率。

同等视频质量的前提条件下，编码消耗时间对比如下表所示。可以看出，VP9编码时间大约是x264的130倍。HEVC编码时间大约是VP9的7倍。

压缩率

来源于大量视频数据测试

具体可以看 视频

基本上能得出:与x264相比，x265和vp9具有出色的压缩性能，特别是在更高的分辨率下，比特率节省高达50％。x265几乎在所有分辨率和质量指标上都优于vp9，但性能差距在1080p时缩小(甚至反正)

总体上来看vp9的优势有： vp9在编码效率方面优于x264 在1080p以上编码的压缩效率上可以实现至少25％的码率节省， 压缩性能更高，运作起来效率更高，比起x264要高出50%，用户使用原来一半的带宽就可以观看网络视频，没有专利费。

实现流式播放

1.播放格式

点播实现流式播放具体可以参考webm项目官方文档给出的4种格式。

2.MSE

MSE支持测试demo

3.其他

webm 没有ts类似.m3u8的描述文件需要自己实现。可参考youtobe方案

参考

http://en.wikipedia.org/wiki/VP9
https://www.texpion.com/2018/07/av1-vs-vp9-vs-avc-h264-vs-hevc-h265-1-lossless.html
https://blog.csdn.net/owen7500/article/details/47334929
https://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/11713041
https://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/19014955