코덱 성공을 예측하는 방법

2021년 말까지 6개의 새로운 코덱이 출시되면서 코덱 환경이 변화하고 있습니다. 2020년 초에 대부분의 스트리밍 비디오 제작자는 2003년에 데뷔한 H.264 코덱으로 독점적으로 인코딩되었습니다. Netflix, Amazon, YouTube와 같은 일부 대형 퍼블리셔 , Facebook도 H.264의 표준 기반 후속 제품인 HEVC 코덱 및/또는 Google의 VP9 코덱을 배포했습니다. 소수의 제작자가 Alliance for Open Media의 AV1 코덱을 실험했습니다. 2020년에 MPEG는 이 네 가지 기존 코덱 외에도 VVC(Versatile Video Coding), EVC(Essential Video Coding) 및 LCEVC(Low Complexity Enhancement Video Coding)의 세 가지 새로운 코덱을 출시할 예정입니다.

2021년 말까지 고려해야 할 6개의 새로운 코덱과 함께 코덱의 성공적인 채택에 기여하는 요소를 검토할 가치가 있습니다. 이 기사에서는 H.264 및 HEVC를 사용하여 이러한 요소를 검토하고 향후 기사에서 AV1 및 세 가지 새로운 MPEG 코덱의 잠재적인 성공을 방해하는 데 사용할 분석 프레임워크를 만들 것입니다.

나는 주로 발행인의 관점에서 글을 쓸 것입니다. 플레이어나 인코더 공급업체의 관점이 아닙니다.

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1. 코덱의 비교 효율성은 무엇입니까?

코덱의 가장 중요한 역할은 시청자에게 비디오를 전달하는 데 필요한 스트림의 크기를 줄이는 것입니다. 많은 경우 효율성은 H.264에 대해 측정됩니다. 모스크바 주립 대학(MSU)의 2015년 HEVC 비교 보고서 의 그림 1에서 이를 확인할 수 있습니다 . 설명하자면 MSU는 항상 여러 H.264 코덱 중 하나인 x264를 사용하여 100% 품질로 데이터를 제공합니다. 그런 다음 서로 다른 코덱에 대해 x264와 동일한 품질을 생성하는 데 필요한 데이터 속도의 감소 또는 증가 비율을 보여줍니다.

예를 들어 차트에서 x265 코덱은 비트 전송률의 74% 또는 약 26%의 절감률에서 x264와 동일한 품질을 제공할 수 있습니다. VP9 코덱은 77% 또는 x264에 비해 약 23% 절약되어 그다지 뒤지지 않습니다.

이 절약은 최신 코덱이 제공하는 주요 금전적 이점 중 하나를 나타냅니다. 2015년에 x265를 구현하면 HEVC 지원 플레이어에 동일한 품질의 비디오를 제공하기 위한 대역폭 비용이 26% 절감되었을 것입니다. VP9는 대역폭 비용을 23% 절감했을 것입니다.

코덱 적응을 손익분기 분석으로 생각하십시오. 두 가지 유입원이 있습니다. 방금 다룬 기존 고객에 대한 배송 비용 절감과 다음 섹션에서 다룰 새로운 시장의 고객에 대한 추가 수익. 코덱 구현과 관련된 여러 비용이 있습니다. 가까운 장래에 H.264로 인코딩된 비디오를 제공하게 되므로 새 코덱의 인코딩 및 저장 비용이 모두 추가됩니다. 또한 플레이어를 업데이트하고 몇 가지 테스트 및 QC를 수행해야 합니다.

대역폭 절약은 분명히 각 비디오의 시청자 수와 관련이 있습니다. 다음은 간단한 예입니다. HEVC 인코딩 래더로 인코딩하는 데 $20.00의 비용이 들고 뷰어당 대역폭 비용에서 $0.01를 절약했다고 ​​가정합니다. 2,000명의 시청자가 동영상을 시청하면 해당 비용을 보상한 것입니다. 2백만 명의 시청자가 동영상을 본다면 대역폭 비용에서 $20,000를 절약한 것입니다. 그렇기 때문에 Netflix, YouTube, Amazon 및 Facebook과 같은 대기업이 새로운 코드를 배포하는 것이 더 쉽습니다.

크기에 관계없이 새 코덱과 관련된 절감액 또는 새로운 수익이 구현 및 기타 비용을 초과하는 경우 새 코덱을 배포하는 것이 재정적으로 합리적입니다. 분명히 기존 솔루션에 비해 압축 효율이 높을수록 대역폭 절감 효과가 커집니다.

이 모든 것을 제외하고 대부분의 새로운 코덱 배포는 대역폭 절감 또는 기타 전달 효율성을 얻기 위한 것이 아닙니다. 현재 x264보다 약 35-40% 더 효율적임에도 불구하고 Netflix, Facebook 및 YouTube와 같은 피라미드 퍼블리셔의 일각만이 VP9를 배포했습니다. 오히려 게시자는 일반적으로 HEVC와 같은 새로운 코덱을 채택합니다. 새로운 고객을 위한 시장이 열리기 때문입니다.

이것은 다음 질문으로 이어집니다.

2. 코덱은 어떤 새로운 시장이나 플랫폼을 가능하게 합니까?

Adobe가 2007년에 Flash에 H.264 재생을 추가했을 때 H.264는 H.264 이전에 가장 널리 사용된 Flash 코덱인 VP6 코덱보다 약 15% 더 효율적이었습니다. 이러한 적은 비용 절감에도 불구하고 대부분의 게시자가 H.264로 신속하고 완벽하게 전환한 이유는 무엇입니까? VP6는 iPod, iPhone 또는 기타 모바일 장치에서 재생되지 않았지만 H.264는 재생되었기 때문입니다. Flash의 H.264와 모바일 장치의 주요 코덱을 사용하면 퍼블리셔는 VP6를 중단하고 단일 코덱으로 두 시장에 도달할 수 있습니다.

마찬가지로 대부분의 게시자는 스마트 TV, 셋톱 박스 및 OTT 장치에 4K 및/또는 HDR(High Dynamic Range) 비디오를 제공하기 위해 HEVC를 배포했습니다. 예를 들어, encoding.com은 2018년 프로덕션에 대해 보고한 2019년 글로벌 미디어 형식 보고서에서 "고급 HDR 표준 Dolby Vision과 HDR+ 가 HEVC 비디오 형식입니다.” 안타깝게도 encoding.com은 2019년 결과 보고서를 업데이트하지 않았습니다.

마찬가지로, 마침내 Apple은 시청자가 YouTube에서 4K 비디오를 볼 수 있도록 4K AppleTV 장치에서 VP9 또는 AV1을 지원하기 시작했습니다. 이것은 Facebook, Netflix, YouTube 및 Amazon과 같은 Alliance for Open Media 벤더가 AV1 채택에 대해 갖게 될 중요성을 예고합니다.

결론은 코덱이 새로운 시장을 가능하게 하지 않는다면 대역폭 절약이 유일한 이점이라는 것입니다. 언급한 바와 같이, 이유가 무엇이든 가장 큰 비디오 퍼블리셔를 제외하고 이러한 절감액이 새로운 코덱을 배포할 충분한 동기를 부여한 사람은 거의 없습니다.

3. 인코딩 시간은 어떻게 되나요?

우리는 손익분기 분석에 대해 이야기했습니다. 인코딩 시간이 인코딩 비용으로 직접 변환되고 비용이 높을수록 손익분기점을 달성하기 어렵기 때문에 이 질문을 합니다.

예를 들어 AWS Elemental MediaConvert는 H.264 인코딩의 경우 분당 0.024 USD, HEVC 인코딩의 경우 분당 0.048 USD, AV1 인코딩의 경우 분당 0.864 USD를 청구합니다. 다행스럽게도 지난 몇 달 동안 AV1 인코딩 시간이 크게 줄었고 Elemental 가격이 뒤따를 것이라고 확신합니다. 그럼에도 불구하고 인코딩 시간이 예전 AV1만큼 느리다 면 손익분기점을 달성하는 데 필요한 대역폭 절약을 누적하려면 수백만 뷰가 필요합니다.

4. 관련 플랫폼의 소프트웨어로 구현할 수 있습니까?

이 질문은 귀하의 서비스와 관련된 플랫폼에서 코덱을 얼마나 빨리 구현할 수 있는지를 나타냅니다. 2007년 Adobe가 Flash에 H.264를 추가했을 때 재생은 모든 컴퓨터와 모바일 장치에서 거의 보편화되었습니다. 반대로 HEVC에서는 배터리 효율적인 재생을 위해 모바일 장치의 하드웨어 지원이 필요했으며 대부분의 스마트 TV, 셋톱 박스 및 OTT 장치에는 전용 HEVC 디코딩 하드웨어가 필요했습니다.

시간이 지남에 따라 점점 더 많은 장치가 HEVC를 지원하기 시작했으며 현재 VP9가 약간 뒤쳐져 있는 현재 세대 제품에서 거의 보편적입니다. 그러나 효율적인 재생을 위해 하드웨어가 필요한 새로운 코덱은 처음부터 시작됩니다.

일반적으로 하드웨어를 지원하는 최초의 소비자 장치가 나타나려면 약 2년이 걸립니다. 적절한 예로 AV1 사양은 2018년 중반에 확정 되었고 AV1을 지원하는 최초의 스마트 TV는 2020년 중반에 출하되었습니다. 분명히 코덱이 실행될 때 얼마나 효율적인지는 중요하지 않습니다. 이는 귀하가 제공하는 상당수의 플랫폼에서 재생이 가능한 경우에만 관련성이 있습니다.

다음 질문으로 이어집니다.

5. Alliance for Open Media는 코덱을 지원합니까?

하드웨어 지원에는 2년이 걸리지만 재생 요구 사항이 적당하지 않은 경우 브라우저나 모바일 운영 체제에서 재생하는 데 몇 주가 걸릴 수 있습니다. 그러나 Alliance for Open Media 회원인 Microsoft, Google, Mozilla 및 Apple은 대부분의 브라우저와 운영 체제 및 이들이 지원하는 형식을 제어합니다. 이것이 HEVC가 출시된 지 만 7년이 지난 지금 www.caniuse.com 에서 추적하는 모든 브라우저 및 모바일 운영 체제의 16.99%에서만 지원되는 이유입니다 (그림 2).

5년 후에 출시된 AV1 에 필적하는 숫자입니까 ? 36.56%. HEVC와 비슷한 시기에 출시된 VP9는 어떻습니까 ? 94.52%.

상당한 수의 시청자가 브라우저와 모바일 장치에서 시청하는 경우 플랫폼 지원은 경제적 측면에서 큰 차이를 만듭니다. 소프트웨어 지원을 매우 빠르게 달성할 수 있기 때문에 특히 그렇습니다.

현시점에서 AOM 회원이 HEVC, VVC, EVC, LCEVC 등 어떤 MPEG 코덱도 지원하지 않을 것 같습니다. 따라서 H.264 및 MPEG-2와 같은 표준 기반 코덱이 한 때 우위를 점했던 반면 MPEG 코덱은 현재 전통적인 컴퓨터 및 모바일 시장에서 뚜렷한 불리한 위치에 있습니다.

6. 코덱이 MPEG 표준입니까?

Motion Pictures Experts Group(MPEG)은 아날로그 비디오를 디지털로 전환하는 데 도움이 되는 여러 오디오 및 비디오 코덱을 만들고 홍보했습니다. 한때 MPEG-2 및 H.264와 같은 MPEG 표준은 VP9와 같은 독점 코덱보다 훨씬 더 명확한 성공 경로를 가지고 있었습니다. 오늘날 이러한 역학 관계가 바뀌어 표준화 프로세스가 특정 기술에 대한 신뢰성을 제공하지만 성공을 보장하지는 않습니까?

무엇이 변경되었나요? 거의 모든 것. 2003년 H.264가 출시되었을 때 방송은 왕이었고 스트리밍은 개 꼬리가 아니라 손톱이었습니다. 이제 스트리밍은 분명히 개이고 꼬리를 브로드캐스트하며 브라우저 및 모바일 OS에서 코덱 배포를 제어하는 ​​회사와 Netflix 및 YouTube와 같은 콘텐츠 회사는 코덱 배포에 엄청난 영향을 미칩니다.

곧 자세히 이야기하겠지만 MPEG-2 및 H.264에는 명확하고 응집력 있는 로열티 정책이 있었고 HEVC에는 3개의 특허 풀이 있습니다 . 풀 중 2개는 요율을 발표했으며 연간 한도는 H.264의 경우 약 1,000만 달러에서 HEVC의 경우 6,000만 달러 이상으로 뛰어오릅니다. 다른 풀은 요금을 게시하지 않으며 HEVC가 출시된 지 7년이 지난 후에도 콘텐츠에 대한 로열티를 청구 할지 여부를 밝히지 않았습니다 .

코덱 배포의 2년 개발 주기를 염두에 두고 많은 하드웨어 회사는 로열티 정책이 명확해지기 전에 H.264 및 HEVC를 배포하기로 결정했습니다. HEVC 이후 Apple 및 Samsung과 같은 대기업은 로열티 그림이 더 명확해질 때까지 기술 채택을 지연할 수 있으며, 채택 주기에 24개월이 더 추가될 수 있습니다.

마지막으로 비디오 코덱의 관점에서 MPEG는 MPEG-2, H.264 및 HEVC 사이의 약 10년 주기에서 2020년에 완성될 3개의 추가 비디오 코덱에 대한 7년 주기로 축소되었습니다. 코덱은 다양한 범위의 기능, 성능 및 기타 특성을 제공하며 모두가 동일한 상업적 채택을 달성할 가능성은 낮습니다.

7. 기술 소유권 및 수익 창출 모델은 무엇입니까?

대부분의 코덱은 여러 당사자 간의 공동 작업 결과입니다. 일부 코덱의 경우 이로 인해 기업이 R&D 투자 비용을 회수할 수 있도록 하나 이상의 특허 풀이 생성됩니다. 반대로 VP9는 Google에서 독점적으로 개발한 반면 AV1은 AOM에 로열티 없이 특허를 제공한 Open Media 기업 연합에서 개발했습니다.

그러나 회사나 조직이 기술에 대한 모든 권리를 소유한다고 주장한다고 해서 그렇게 되는 것은 아닙니다. Google은 VP9이 오픈 소스라고 주장하지만 AV1용 오픈 미디어 연합(Alliance for Open Media for AV1)과 마찬가지로 특허 풀 관리자인 Sisvel은 VP9 및 AV1 모두에 대한 특허 풀을 시작했습니다. 저자는 이러한 풀에 대해 Sisvel과 상의합니다).

물론 H.264와 HEVC 모두 인코더와 디코더 및 일부 콘텐츠 유형에 대해 로열티를 부담하므로 로열티가 있다고 해서 기술이 망하는 것은 아닙니다. 오히려 잠재적 라이선스 제공자는 해당 그룹의 응집력, 라이선스 조건의 명확성, 라이선스 조건을 얼마나 빨리 사용할 수 있는지에 관심을 가집니다.

8. 로열티 구조는 어떻게 설정되어 있습니까?

2017년 코덱 개발자 Divideon의 CEO인 Jonathan Samuelsson은 그림 3에 표시된 그래픽을 생성했으며, 이는 HEVC 관련 특허 소유자가 나타내는 기능 장애의 포스터 자식이 되었습니다. 3개의 풀과 여러 개의 추가 회사, 일부는 매우 중요하지만 어떤 풀에도 없는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 Samuelsson이 디자인한 원본 그래픽입니다. 소유권 그림은 그 이후로 다소 변경되었습니다.

잠재적인 라이선스 제공자라면 EVC 및 LCEVC에서 실제로 발생할 수 있는 모든 알려진 기술 기여자를 포함하는 단일 풀을 선호할 것입니다. 즉, 대부분의 주요 표준에는 둘 이상의 풀이 있습니다. 라이선스 제공자가 원하는 것은 모든 주요 기여자에게 시기적절하고 알려진 구조입니다. 중요한 것은 VVC 표준이 2020년 7월에 확정되었지만 라이선스 조건이 2021년 중반까지 알려질 것 같지 않다는 것입니다. 그림 3과 같이 보이면 VVC는 결코 성공하지 못할 것입니다.

9. 콘텐츠 로열티가 있나요?

스트리밍 게시자인 경우 4-8번 질문은 하드웨어 및 소프트웨어 개발자가 코덱을 얼마나 빨리 채택할 수 있는지를 나타내며, 이는 시청자에게 전달하기 위해 코덱을 사용하여 얼마나 빨리 시작할 수 있는지를 제어합니다. 이 질문은 스트리밍 게시자로서 해당 코덱으로 콘텐츠를 배포하는 데 드는 비용을 결정합니다.

다시 말하지만, 콘텐츠 로열티는 전례가 없는 것이 아니며 코덱을 실패로 몰아넣지도 않습니다. HEVC와 H.264 모두 일부 콘텐츠 로열티가 있습니다. 그러나 분명히 이러한 비용을 손익분기 모델에 삽입하여 새로운 코덱을 배포하는 것이 경제적으로 합리적인지 여부를 결정해야 합니다.

뒤돌아보기

돌이켜보면 H.264가 성공한 이유를 쉽게 알 수 있습니다. H.264는 약간의 대역폭 절약을 제공했지만 Flash 덕분에 즉시 컴퓨터에서 재생되었으며 새로운 시장(모바일)에 진입할 수 있었습니다. 라이센싱은 관련 특허의 대부분을 보유하고 있는 단일 특허 풀에 의해 제어되었으며 모바일 장치에서 H.264 재생을 위해 하드웨어 재생이 필요했지만 하드웨어 지원은 시작하기에 거의 보편화되었고 곧 유비쿼터스가 되었습니다.

대조적으로 HEVC는 기술 채택을 방해하는 매우 분리된 라이센스 구조로 데뷔했습니다. HEVC 지원은 모바일 장치, 스마트 TV 및 최신 세대의 OTT 장치에서 거의 보편화되어 있지만 브라우저 지원 부족은 전반적인 투자 수익을 감소시키는 반면 콘텐츠 로열티에 대한 명확성 부족은 많은 퍼블리셔에게 큰 관심사입니다. 그 결과 HEVC는 주로 4K 및 HDR 비디오를 거실에 배포하는 게시자에 의해 구현되었습니다.