Представлена аппаратная реализация видеокодека VP9, поддержка которой появится в чипах ARM, Intel, NVIDIA и Samsung

03.01.2014 21:41

Компания Google опубликовала RTL-дизайн (Register Transfer Level) аппаратного декодировщика для видеокодека VP9, позволяющего производителям чипов интегрировать поддержку аппаратной акселерации в свои продукты. Поддержка аппаратного ускорения позволит реализовать в YouTube вещание в формате VP9 с качеством вплоть до 4K для обычных компьютеров, умных телевизоров, медиапроигрывателей и мобильных устройств.

В число партнёров, готовых реализовать в своих продуктах поддержку кодека VP9, уже вошли такие компании как ARM, Intel, NVIDIA, Samsung, Broadcom, LG, Marvell, MediaTek, Panasonic, Philips, Qualcomm, RealTek, Sigma, Sharp, Sony и Toshiba. Ожидается, что к 2015 году указанные производители обеспечат встроенную поддержку VP9 в различных моделях телевизоров и проигрывателей Blu-ray, а мобильные устройства и компьютеры с поддержкой VP9 начнут выпускаться уже в нынешнем году.

В качестве одного из стимулов производителей к обеспечению аппаратной поддержки VP9 называется свободный характер разработки и отсутствие необходимости выплаты отчислений, в то время как за реализацию H.264 производители вынуждены выплачивать отчисления организации MPEG LA за использование запатентованных технологий. Кроме того, к поддержке VP9 подталкивает намерение обеспечить доступность всего контента YouTube в формате VP9, предоставив при этом возможность просмотра контента VP9 в более высоком разрешении при более низких требованиях к пропускной способности, по сравнению с форматом H.264.

 Представлена аппаратная реализация видеокодека VP9, поддержка которой появится в чипах ARM, Intel, NVIDIA и Samsung

Все подготовленные схемы аппаратной реализации декодировщика VP9 доступны в форматах VHDL/Verilog и распространяются в рамках лицензии, не требующей от производителей оплаты отчислений. Также доступны исходные тексты драйверов, необходимых для взаимодействия с подсистемой акселерации, документация, тестовый комплект и эталонная модель. Аппаратная реализация VP9 поддерживает работу с разрешениями до 4K (2160p, 4096x2304, 60 кадров в секунду).

Особенностью аппаратной реализации является использование нового способа синтеза модулей, составляющих RTL-дизайн, на основе модели работы кодека, написанной на языке С++. Указанный подход позволил значительно ускорить создание и верификацию аппаратной реализации, по сравнению с традиционными методами проектирования. При использовании аппаратной поддержки декодирование потоков VP9 в разрешении 4K может производиться даже на маломощных одноядерных системах, создавая незначительную нагрузку на CPU и минимальное энергопотребление.

Кодек VP9 уже интегрирован в кодовые базы браузеров Chrome и Firefox, а также таких открытых проектов, как VLC, FFmpeg и GStreamer. По сравнению с VP8 разработчикам удалось добиться в VP9 сокращения размера битового потока на 50% при сохранении идентичного качества, а также обеспечить более высокий уровень сжатия по сравнению с формируемым стандартом H.265/HEVC. Проведённые тесты свидетельствуют об увеличении степени сжатия по сравнению с VP8 на 44% для видео высокого разрешения и на 26% для видео среднего и низкого разрешения. Среди особенностей также отмечается адаптация декодера для работы на маломощных встраиваемых устройствах и широкий спектр режимов качества, в том числе кодирование без потерь.

По сравнению с VP8 в VP9 был применён ряд новых технологий: задействованы новые структуры кодирования - квадродеревья; добавлена поддержка использования в качестве суперблоков областей в 32x32 и 64x64 пикселей; возможность трансформации DCT (8x8, 16x16) и ADST (4x4, 8x8, 16x16); улучшенный алгоритм предсказания межкадровых изменений; улучшенная модель энтропийного кодирования; новые методы объединения схожих блоков в сегменты.