什么是VP9?

这是我们的“是什么...?”文章, 旨在提供定义, 历史, 以及围绕在线视频行业的重要术语和问题的背景.

VP9是开源的编解码器从谷歌获得的技术发展而来 On2的技术 2010年2月估计售价124美元.600万年. 谷歌通过这次收购发布的第一个编解码器是 VP8它与WebM文件结构中的Vorbis音频编解码器配对. VP9 2013年6月17日发布的编解码器的下一个版本是什么. VP9将是谷歌发布的最后一个基于vpx的编解码器, 由于该公司贡献了所有编解码器技术开放媒体联盟 2015年9月.

VP8和VP9都可以在免费的BSD下使用许可证这使得用户可以在专有软件和开源软件中部署编码或解码功能，而无需在任何一种情况下泄露其源代码.

VP9技术概述

VP9的开发开始于 2011年底. 编码工具包括多种预测块大小, from 64x64 down to 4x4; up to 10 intra predictors, sub-pixel interpolation; three different transform types; 和 entropy encoding. 该编解码器支持8192x4352的最大分辨率，高达120 fps和多个色彩空间, 包括Rec 601, Rec 709, Rec 2020, smpte - 170, smpte - 240, 和sRGB. 详细介绍这些编解码器组件和操作的技术文件是可用的在这里.

VP9性能

在性能方面，VP9与HEVC和H进行了比较.264次，由多个研究人员进行，结果却大相径庭. 例如，在“HEVC /小时压缩效率的比较.265和VP9基于主观评价,作者:Martin Rerabek和Touradj Ebrahimi, 作者的结论是, “基于客观的测量表明，HEVC实现了平均比特率节省39.6% vs AVC和35.而主观评分显示HEVC的平均比特率降低了52.与AVC和49%相比，是6%.比VP9低4%.换句话说，HEVC明显优于VP9，而VP9实际上并不比H好.264.

下一篇论文的题目是H的比较评价.265/MPEG-HEVC, VP9和H.264/MPEG-AVC编码器低延迟视频应用，作者是Dan Grois Detlev Marpea、Tung Nguyena和Ofer Hadarb. 在这里, 作者发现, 根据详细的实验结果, VP9的编码效率不如H.265/MPEG-HEVC，平均比特率开销为32.对于1次编码，相同物镜质量为5%，而32.6%为2-pass编码. 换句话说，HEVC在数据速率比VP9低32%的情况下产生了与VP9相同的质量.

其他测试结果更为阳性. Iain Richardson是Vcodex的创始人，也是四本视频压缩书籍的作者比较 2014年9月，主要基于10位非专业观众的主观评分. 他总结道:“在质量等级的高端(例如.e. 低压缩)，HEVC和VP9都实现了与H相似的观看质量.264，文件大小减少40-45%.“换句话说，HEVC和VP9处于相对平价.

2015年4月，《百家乐软件》出版比较结果表明HEVC和VP9在9个测试样品上产生的质量几乎相同. 2015年11月，著名的莫斯科国立大学(MSU)图形和媒体实验室发布了第一个HEVC比较. 在其研究, MSU发现HEVC以82%的数据速率产生与x264相同的质量, VP9紧随其后，为87%, 领先于所有其他HEVC编解码器.

图1. 莫斯科大学发现VP9非常接近于x265 HEVC编解码器.

最近，在2016年5月24日，一篇名为《Netflix讨论VP-9相关开发工作,——大卫·隆卡, Netflix的编码技术总监, 披露了公司对VP9质量的初步调查结果. 具体来说，他说:“我们看到VP9 vs .的效果非常好. x264. 我们目前的数据表明VP9的效率低于HEVC，但仍然很好. 我们目前正在进行编解码器比较，并将在夏末公布我们的结果."

In 实际试验2015年4月，VP9和H.从YouTube下载的264文件显示，YouTube编码基于vp9的1080p流的数据速率比H.264, 720p流大约低35%，都具有相似的主观质量. 在JW Player在其在线视频平台上发布VP9之前进行的编码试验中, 该公司报告了超过H.264占整个编码阶梯的50%.

编码效率一直受到多方的批评, 包括Netflix, 谁说, “VP9比x264慢得多...我们相信当前的libvpx VP9编码器将从一些优化中受益."在流媒体进行的测试中, 而编解码器在多核环境中被证明是非常低效的, 在同一台计算机上部署多个编码器实例产生的编码速度只比x264慢10%左右.

编码VP9

您可以在命令行中使用可执行文件(vpxenc)对VP9进行编码/解码.Exe)由谷歌. 另外，如果使用libvpx支持编译，也可以使用FFmpeg 在这里. 使用FFmpeg更简单，因为该工具接受更多的输入格式，并提供更强大的整体功能.

使用任一可执行文件进行VP9编码的文档很少. 您可以使用可变比特率进行编码, 恒定的质量, 约束的质量, 恒定比特率, 或者在无损模式下, 定义在这里. 有关VPX编码的最详细解释可在 VP8编码参数指南，它解决了编码质量与代码质量等问题. 速度, 但最具体的建议是在命令行参数中使用VP8, 因此，文档技术对VP9的适用性尚不清楚.

WebM Wiki为VOD提供了一些特定于vp9的推荐设置, 破折号, 恒定的质量, 约束质量在这里, 但在流媒体测试中, 这些设置被证明非常慢，输出质量低于JW Player为我们测试提供的预设. 基于JW player的预设使用了上限CRF编码模式, 并且比谷歌推荐的设置快得多，而且输出的质量也更好.

如上所述, 使用任何命令行工具进行VP9编码的另一个问题是对可用CPU百家乐软件的利用率非常低, 特别是在拥有大量核心的计算机上. 寻求建立自己的VP9编码系统的开发人员将不得不通过实验来找到最佳设置, 并部署多个同步编码实例，以实现商业上可接受的性能和质量.

生产商寻求购买或授权第三方编码器, 或者在云端编码, 可以找到商用VP9编码工具/服务的列表吗在这里尽管这个列表包括支持VP8编码和VP9编码的工具，而不仅仅是VP9. 已知的VP9支持者包括 JW Player在线视频平台(OVP), Zencoder, 亚马逊网络服务云编码平台; Wowza代码转换器, Telestream有利，不过这个名单应该会很快扩大.

单文件vp9编码的文件通常以WebM格式分发. YouTube使用破折号容器分发VP9编码的自适应比特率文件(图2). 为了促进vpx编码文件的一致打包，Netflix发布了一个规范草案标题VP编解码器ISO媒体文件格式, 通过ISO/IEC 23001-7第7部分详细介绍破折号封装和通用加密.

图2. YouTube以破折号容器格式分发VP9编码的视频.

VP9播放支持

VP9播放可以在大多数最新版本的浏览器上使用铬, 边缘, 火狐, 歌剧. VP9播放在Android版本4中也可用.4+.

在硬件支持方面，Wikipedia维护了一个列表加速VP9解码的芯片、cpu、gpu和soc.

截至撰写本文之日, 该列表包括来自英特尔的多个cpu, 联发科MT6795, NVIDIA GeForce GTX 750 SE/950/960 (GM206 GPU), NVIDIA GeForce GTX 1070/1080 (GP104 GPU), NVIDIA Tegra X1, 高通骁龙820, 瑞RK3188, 三星Exynos 7 Octa 7420, 三星Exynos 8 Octa 8890.

谷歌已经强制要求Android电视设备支持VP9(和HEVC), VP9播放现在开始出现在许多4K智能电视上，比如三星性能捆绑包48”. 许多权威人士和行业观察人士预测YouTube对VP9的支持将迫使大多数智能电视制造商在2016年及以后支持VP9. 除了智能电视，还有 Roku 4媒体播放器还支持VP9(和HEVC)播放.

部署VP9

到目前为止，YouTube是vp9编码视频的最大分销商超过250亿小时到2015年4月，vp9编码的视频. 在与流媒体的对话, YouTube的高管表示，虽然该服务目前在H.264和VP9格式，他们最终计划放弃H.并仅在VP9中分发UHD视频.

JW Player将是第一个部署VP9的OVP, 试验将于2016年4月开始, 并计划在2016年夏末之前启动VP9的商业流媒体服务. Brightcove宣布在他们的云编码服务Zencoder中支持VP9编码, 他们计划在2017年初在OVP中部署VP9.

知识产权问题

2013年3月，MPEG LA和谷歌签订协议授予谷歌“可能”对VP8和“下一代VPx”编解码器至关重要的技术许可, 结果是VP9. 作为回报，MPEG LA放弃了组建VP8专利池的计划. 诺基亚是MPEG LA H的成员之一.264专利池，但没有签署上述协议，后来起诉 Android许可方HTC, 声称VP8, 在Android操作系统中使用, 侵犯了一项或多项视频压缩相关专利.

当时, Florian Mueller, 权威的Foss专利博客的所有者, 表示VP8的版税情况还远未明朗. 穆勒在一封电子邮件中写道, “声称VP8现在不需要支付每个单位或每个实现者的许可费是非常夸张的. 视频技术专利太多了, WebM/VP8的支持者主要是那些自己的专利组合太弱，无法通过免版税的交叉许可来解决专利侵权问题的公司.诺基亚最终输掉了这场官司, 2016年4月, 穆勒评论道, “在这个阶段，我不知道关于VP9的任何未决诉讼."

开放媒体联盟

9月1日, 2015, 开放媒体联盟宣布成立, 巩固了开源编解码器开发者谷歌的努力, Mozilla, 思科, 微软, 和英特尔编解码器, AV1, 这是预计发货到2017年3月底. 与VP8和VP9一样，AV1编解码器将完全免版税和公开. AV1编解码器主要基于VP10, 谷歌表示，他们不会在内部部署VP10，也不会公开发布, 使VP9成为谷歌发布的最后一款基于vpx的编解码器.