VVC，EVC，LCEVC——MPEG中下一代热门编解码器的进展

本篇是收录于LVT（London Video Technology Meetup in August 2019）的演讲，演讲者是来自Bitmovin的Christian Feldmann，主题是VVC，EVC，LCEVC，来自MPEG的下一代热门编码器的进展。

演讲者首先介绍了VVC、EVC和LCEVC这几个缩写的意思。这些编解码器有不同的目标用户、应用场景和平台，但都是被MPEG所规范的。需要注意的是VVC是ITU和MPEG的联合产物。

然后演讲者介绍了VVC（Versatile Video Coding），其基本上是HEVC的接替者。VVC的目标应用非常广泛，这也是名字中versatile的由来。其目标应用包括传统的2D视频、视频点播、广播、视频会议、计算机生成的内容、360°视频和可伸缩性等。其中VVC在视频会议、计算机生成内容流和360°视频添加了一些优化。VVC是MPEG中最大的标准化活动，有大量公司参与。VVC和AVC、HEVC一样，适用于几乎所有的平台，包括移动平台、STB、各种软硬件平台等。VVC的花费还尚未可知，因为标准还尚在发展，计划在2020年底产生第一个标准。

接下来介绍VVC中部分关键的新技术。第一个是分块（Block Partitioning），在VVC中，宏块的大小可以达到128*128，并且有两个不同的子块划分过程，第一步是四叉树式的划分，第二步是横向和纵向的条状划分，这样保证了分块的灵活性。这同时也带来了使用上的复杂性，但是编码效率会得到提升。第二个技术是OBMC（overlapped block motion compensation），这个技术可以减少块的数量，略微提升速率，并且使整个预测变得更好。第三个技术是三角形预测（Triangle Prediction），可以把块划分成三角形，这样对非水平或竖直的线更有优势，从而应对视频中更动态的情况，提升编码效率。

然后演讲者介绍了EVC（Essential Video Coding），其应用场景基本和VVC相同，但是在可伸缩性和360°视频上没有特别的增强。同样的，EVC在平台上也与VVC几乎一致，可用于所有平台。花费也是同样的未定，标准将在2020年底产生。EVC的核心思想在于有两套框架。首先，有一套由一系列免费的编解码器工具组成的框架，可以达到基本的效果。同时有一个先进的框架，包含一些演进的新技术，但是这些需要缴纳专利授权费。EVC关键在于框架里的各个块都可以选择是否使用新技术，这样可以解决在HEVC中产生的，一些专利持有者不愿意授权别人使用自己的专利的问题。总的来说就是厂商在各自的编码流程中可以关闭一些无法购买到专利的新技术，转而使用免费的传统技术，从而制定一套适合自身情况的框架，并避免专利纠纷。

下面演讲者介绍了LCEVC（Low Complexity Enhancement Video Coding）。其应用场景为已经有一个基本的编解码器，但想要用较低的复杂度去增强它。适用平台为硬件平台，比如STB。花费同样是需要2020年推出后才可知晓。LCEVC的基本思想是多层，首先有一个基本的比特流，可以用任何的标准解码器去解码，从而得到一个具有基本质量的视频，之后使用更多层来获得高质量码流。可以添加一个残差层，加上基本码流后进行上采样，再加入一层高质量的残差层，其中带有更细致的预测信息，这些层叠加之后可以获得高质量的视频重建。下面是一个应用场景的例子：一个芯片中带有AVC或HEVC的硬件解码器，同时还有一个通用CPU，硬件解码器可以输出1080p的视频。这时可以使用LCEVC的技术，使用CPU去解码那些附加的层，从而使得系统可以输出4k的视频。也就是只需要在软件层面进行升级，就可以使硬件输出更高质量的视频。

最后，演讲者介绍了AV1、VVC和EVC的性能比较，以HEVC为基准，在增加了一些编解码复杂度的情况下，这几种标准都显著的减少了码流，提升了编码效率。