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定議
VP8(視頻壓縮格式或視頻壓縮規(guī)范)是用于將高清視頻編碼和解碼為文件或比特流以供查看的規(guī)范。VP8包含在Google與VP9一起贊助的WebM開源項目中。與其對應(yīng)的H.264編解碼器不同,VP8編解碼器是免費的。這是因為Google已經(jīng)根據(jù)免版稅的公共許可證發(fā)布了其擁有的所有VP8專利。然而,H.264包含專利技術(shù),需要專利持有人的許可和硬件的有限使用費。
2010年5月,在收購On2Technologies后,谷歌對其實施VP8格式的專利提供了不可撤銷的專利承諾,并根據(jù)知識共享署名3.0許可發(fā)布了該格式的規(guī)范。同年,谷歌還在修訂后的BSD許可證下發(fā)布了libvpx,這是VP8的參考實現(xiàn)。
Opera,F(xiàn)irefox,Chrome和Chromium支持在HTML5視頻標簽中播放VP8視頻。InternetExplorer正式支持帶有單獨編解碼器的VP8。根據(jù)Google的說法,VP8主要用于與WebRTC相關(guān)的格式,并作為短循環(huán)動畫的格式,作為圖形交換格式(GIF)的替代品。
VP8可以與Vorbis和Opus音頻一起多路復(fù)用到基于Matroska的容器格式WebM中。圖像格式WebP基于VP8的幀內(nèi)編碼。VP8的直接繼任者VP9和來自開放媒體聯(lián)盟(AOMedia)的新興免版稅互聯(lián)網(wǎng)視頻格式AV1都基于VP8。
特征
VP8僅支持逐行掃描視頻信號,色度子采樣為4:2:0,每個樣本為8位。在其第一個公共版本中,On2的VP8實現(xiàn)同時支持多達64個內(nèi)核的多核處理器。至少在實施中(從2011年8月開始),VP8對高分辨率(HD)的適應(yīng)程度相對較差。由于只需要三個參考幀緩沖器,VP8可實現(xiàn)具有相對較小內(nèi)存占用量的解碼器實現(xiàn)。該格式具有純內(nèi)部模式,即僅使用獨立編碼的幀而不進行時間預(yù)測,以便在視頻編輯等應(yīng)用程序中實現(xiàn)隨機訪問。
技術(shù)
VP8是一種傳統(tǒng)的基于塊的轉(zhuǎn)換編碼格式。它與H.264有很多共同之處,例如一些預(yù)測模式。在VP8首次推出時,根據(jù)On2的說法,循環(huán)濾波器和黃金幀是這次迭代的新穎之處之一。不過,這種過濾器的第一個定義已經(jīng)在H.263標準中找到,并且GoldenFrames已經(jīng)在VP5和VP7中使用。
4×4塊上的離散余弦變換(DCT)和哈達馬德變換(WHT)用作基本頻率變換。最多可以引用三個幀進行時間預(yù)測:最后一個黃金幀(可能是幀內(nèi))、備用參考幀和緊靠前一個幀。所謂的備用參考幀(altref)可以用作僅參考參考幀來顯示它們,可以停用它們。在這種情況下,編碼器可以用任意有用的圖像數(shù)據(jù)填充它們,甚至來自未來的幀,從而與MPEG格式的b幀具有相同的目的。可以將類似的宏塊分配給最多四個(甚至是空間上不相交的)段之一,從而共享參數(shù),如使用的參考系、量化器步長或濾波器設(shè)置。VP8提供兩種不同的可調(diào)去阻塞濾波器,它們集成在編解碼器回路中(環(huán)內(nèi)濾波)。許多編碼工具使用從最近的上下文連續(xù)計算的概率,從每個幀內(nèi)開始。宏塊可以包含4×4、8×8或16×16個樣本。運動矢量具有四分之一像素精度。
歷史
VP8于2008年9月13日由On2Technologies首次發(fā)布,名為On2TrueMotionVP8,取代了其前身VP7。
在谷歌于2010年2月收購On2之后,谷歌要求發(fā)布VP8源代碼。最值得注意的是,自由軟件基金會在2010年3月12日發(fā)布了一封公開信,要求谷歌逐步用HTML5和自由VP8的混合體取代YouTube上使用AdobeFlashPlayer和H.264。
2010年5月19日,在GoogleI/O大會上,Google發(fā)布了類似BSD的VP8編解碼器軟件和基于不可撤銷的免費專利許可下的VP8比特流格式規(guī)范。這使得VP8成為On2Technologies的第二款開放產(chǎn)品,此前他們在2002年將VP3編解碼器捐贈給Xiph.Org基金會,他們從中衍生出Theora編解碼器。
2011年2月,MPEGLA邀請專利持有人確定對VP8可能至關(guān)重要的專利,以形成一個聯(lián)合的VP8專利池。因此,今年3月,美國司法部(DoJ)開始對洛杉磯MPEG進行調(diào)查,稱其可能試圖扼殺競爭。2011年7月,MPEGLA宣布,盡管有12名專利持有人響應(yīng)其組建VP8專利池的呼吁,但沒有透露相關(guān)專利,盡管On2已經(jīng)竭盡全力避免此類專利。
2011年11月,互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組發(fā)布了信息性RFC6386,VP8數(shù)據(jù)格式和解碼指南。
2013年3月,MPEGLA宣布,在與谷歌達成協(xié)議,許可其聲稱對VP8實施“可能至關(guān)重要”的專利后,它已放棄組建VP8專利池的努力,并授予谷歌將這些專利再許可給VP8或VP9的任何第三方用戶的權(quán)利。在谷歌于2013年1月向MPEG委員會提交VP8之后,這筆交易為MPEG標準化可能為其免版稅的互聯(lián)網(wǎng)視頻編解碼器掃清了道路。
2013年3月,諾基亞在德國法院對HTC和谷歌在Android中使用VP8提出專利索賠;然而,在2013年8月5日,webm項目宣布德國法院已裁定VP8不侵犯諾基亞的專利。
諾基亞已就《VP8數(shù)據(jù)格式和解碼指南》向IETF正式宣布了知識產(chǎn)權(quán)(IPR),其中列出了64項已授權(quán)專利和22項待決專利申請。
實現(xiàn)
libvpx
VP8(和VP9)編解碼器的參考實現(xiàn)可以在編程庫libvpx中找到,該庫作為自由軟件發(fā)布。它分別具有一次通過和兩次編碼的模式,而一次通過模式被稱為被破壞,并且不能對目標比特率提供有效的控制。
目前,libvpx是唯一能夠?qū)P8視頻流進行編碼的軟件庫?;趚264框架的編碼器xvp8正在由x264團隊開發(fā)。
編碼
基于GoogleVP8庫(FourCC:VP80)的VP8編解碼器的Windows包裝器的視頻可用。
芬蘭的WebM項目硬件團隊發(fā)布了適用于VP8的RTL硬件編碼器,該編碼器可供半導(dǎo)體制造商免費使用。
NvidiaTegra移動芯片組具有完整的VP8硬件編碼和解碼功能(自Tegra4以來)。
Nexus5可以使用硬件編碼
譯碼
libvpx能夠解碼VP8視頻流。
2010年7月23日,F(xiàn)Fmpeg團隊的FionaGlaser,RonaldBultje和DavidConrad宣布了ffvp8解碼器。通過測試,他們確定ffvp8比谷歌自己的libvpx解碼器更快。WebMProject硬件團隊發(fā)布了一個用于VP8的RTL硬件解碼器,該解碼器可以零成本發(fā)布給半導(dǎo)體公司。TATVIKTechnologies宣布推出針對ARMCortex-A8處理器優(yōu)化的VP8解碼器。Marvell的ARMADA1500-mini芯片組具有VP8標清和高清硬件解碼支持(用于Chromecast)。英特爾在其BayTrail芯片組中內(nèi)置了完整的VP8解碼支持。英特爾Broadwell還增加了VP8硬件解碼支持。
VP8目前是WebRTC中使用的默認視頻編解碼器。大約90%或更多的WebRTC視頻會話使用VP8。
keneuc支持哪些視頻壓縮格式?
keneuc目前僅支持VP8。VP9也將在不久的將來作為選項提供。但是,重要的是要注意,在許多方面,VP8比VP9更可取。這是因為VP9使用高達10-40%的資源(CPU)來壓縮視頻,而VP8則要輕得多。從好的方面來說,VP9使用的帶寬減少了40%,并提供更清晰的圖像。keneuc不支持H264,因為與H264相關(guān)的許可模型很復(fù)雜。