Daala-Entwickler: Freie Videocodecs teilweise besser als H.265

Ein Daala-Entwickler berichtet vom Fortschritt des freien Videocodecs, der schon jetzt teilweise besser sein soll als HEVC alias H.265. Einige der in Daala getesteten Neuerungen werden außerdem Teil des neuen Codecs AV1 der Alliance for Open Media.

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Ein Testbild für Daala mit absichtlich erzeugten Artefakten
Ein Testbild für Daala mit absichtlich erzeugten Artefakten (Bild: Xiph.org)

In seinem Blog fasst der Entwickler Jean-Marc Valin die Fortschritte beim freien Videocodecs Daala zusammen. Dabei gibt er auch einen Ausblick auf die Techniken, die zum Erstellen des neuen Videocodecs AV1 der Alliance for Open Media (Aomedia) wiederverwendet werden. In den Tests der Entwickler schneiden die freien Videocodecs schon jetzt in vielen Bereichen besser ab als der Standard HEVC, der auch als H.265 bekannt ist.

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Daala weise insbesondere bei Standbildern eine nahezu gleiche und mit wachsender Bitrate sogar eine bessere Qualität auf, als dies bei der Verwendung von H.265 der Fall ist. Ebenso erreiche Daala bei Videos eine annähernd so gute Qualität wie H.265. Noch vor eineinhalb Jahren war Daala teilweise deutlich schlechter als H.264, dem Vorgängerstandard von H.265. Der als Gemeinschaftsprojekt erstellte Codec AV1 biete zurzeit ebenfalls eine Videoqualität, die vergleichbar zu H.265 sei.

Den Messungen liegt das eher technische Maß PSNR-HVS-M zugrunde, das zwar ein gutes Indiz für die Qualität liefert, aber nicht zwingend der menschlichen Wahrnehmung entspricht. Deshalb werde Daala als Kandidat an einem darauf ausgelegten Wettbewerb im September teilnehmen. Um Videoqualität zu beurteilen, hat Netflix erst diese Woche ein neues Modell vorgestellt, das maschinelles Lernen nutzt und auf menschliche Beurteilungen trainiert ist.

Aomedia bekommt viel Technik aus Daala

Valin beschreibt in seinem Blog außerdem einige Einzeltechniken, die Teil eines Videocodecs sein können, und gibt Auskunft darüber, welche davon in Daala oder AV1 genutzt werden. Zu beachten ist dabei, dass bestimmte Teile von Daala ebenso wie solche von Ciscos Thor und Googles VP10 in AV1 aufgehen.

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So sei für Daala etwa bereits seit Anfang der Entwicklung mit dem sogenannten Lapped Transform experimentiert worden, das auch im Audiocodec Opus genutzt wird. Noch sei über dessen Nutzung aber nicht entschieden. Und in AV1 werde die Funktion aufgrund des eher engen Zeitplans bis zur geplanten Veröffentlichung im Jahr 2017 wohl nicht umgesetzt werden können.

Aus Daala in AV1 übernommen werde dagegen das aus den Arbeiten zu Opus abgeleitete Perceptual Vector Quantization (PVQ). Dies sei im Vergleich zu einer skalaren Quantisierung wesentlich flexibler. Es führe zwar zu komplexeren Rechnungen, PVQ vereinfache zugleich aber auch einige andere Codec-Bestandteile und sei vor allem für die Standbilder wichtig. Die Umsetzung von PVQ in AV1 werde aber keine einfache Aufgabe.

Die Verwendung von PVQ hänge vor allem von der Umsetzung der Multi-Symbol-Entropiekodierung ab. Auch diese wird bereits in Opus verwendet. Bisherige Videocodecs nutzen hingegen eine Kodierung mit binärer Arithmetik. Daala und AV1 können so die Anzahl der zu kodierenden Symbole deutlich verringern, was wiederum das Dekodieren stark beschleunigt.

Daala nutzt ebenso einen Directional Deringing Filter, um ringartige Artefakte aus den kodierten Videos zu entfernen, der laut Valin sehr erfolgversprechend ist und große Verbesserung für AV1 bringt. Weitere Neuerungen beschreibt der Mozilla-Entwickler Valin in dem Blogeintrag.

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