שחרור של מקודד SVT-AV1 2.0 ומפענח dav1d 1.4 עבור פורמט וידאו AV1

השחרור של ספריית SVT-AV1 2.0 (Scalable Video Technology AV1) פורסמה עם הטמעות של המקודד והמפענח של פורמט קידוד הווידאו AV1, שלצורך האצתם נעשה שימוש באמצעי מחשוב מקבילי חומרה הקיימים במעבדי אינטל מודרניים. הפרויקט נוצר על ידי אינטל בשיתוף נטפליקס במטרה להגיע לרמת ביצועים המתאימה להמרת וידיאו תוך כדי שימוש בשירותי וידאו על פי דרישה (VOD). נכון לעכשיו, הפיתוח מתבצע בחסות Open Media Alliance (AOMedia), המפקחת על פיתוח פורמט קידוד הווידאו AV1. בעבר, הפרויקט פותח במסגרת פרויקט OpenVisualCloud, המפתח גם את המקודדים SVT-HEVC ו-SVT-VP9. הקוד מופץ תחת רישיון BSD.

ניתן להרכיב את SVT-AV1 למערכות המבוססות על כל ארכיטקטורה שלגביהן קיים מהדר התומך בתקן C99, אך הביצועים הטובים ביותר מושגים במערכות x86_64, עבורן נעשה שימוש באופטימיזציות הרכבה המבוססות על הוראות SIMD (רצוי שיהיה תמיכה ב-AVX2 במעבד, אבל כמינימום מספיק ו-SS2). צריכת הזיכרון תלויה במספר ליבות המעבד המשמשות במהלך הקידוד, מווסתת על ידי אפשרות "-lp". בשל מורכבות האלגוריתמים המשמשים ב-AV1, קידוד פורמט זה דורש משאבים רבים יותר מאשר פורמטים אחרים, מה שלא מאפשר שימוש במקודד AV1 הסטנדרטי להמרה בזמן אמת. לדוגמה, מקודד המניות מפרויקט AV1 דורש חישובים פי 5721, 5869 ו-658 יותר בהשוואה למקודדי x264 ("הפרופיל הראשי"), x264 ("פרופיל גבוה") ו-libvpx-vp9.

בין השינויים במהדורה החדשה של SVT-AV1:

• בוצע מעבר למספור גרסה חדש, לפיו הספרה הראשונה בגרסה תשתנה עם כל שינוי API/ABI.
• בוצעו שינויים ב-API הקשורים למעבר לאינדיקציה של סוף הזרימה (EOS - End Of Stream) בפריים האחרון במקום שימוש בפריים ריק, מה שביטלו את העיכוב בהמתנה למסגרת נוספת. השינוי ב-API כבר בא לידי ביטוי בבסיס הקוד של FFmpeg.
• מצב ה-bitrate המשתנה של שלושת המעברים (VBR) הוסר, וכעת הוחלף במנגנון VBR רב-מעבר. מצב VBR ריבוי מעברים צומצם לשני מעברים כדי להבטיח אינטגרציה עם FFmpeg.
• נוספו אופטימיזציות למקודד, כתוצאה מכך יעילות הדחיסה של הקביעות המוגדרות מראש של M9-M13 עלתה ב-1-4%, וצריכת הזיכרון של הקביעה המוגדרת מראש M5 ירדה ב-20-35% במצב LP 8 ו ב-1-5% במצבים אחרים. צריכת הזיכרון בהגדרות מוגדרות מראש אחרות ירדה ב-1-5%.
• בוצע אופטימיזציה של פשרות איכות/מהירות עבור קביעות מוגדרות מראש שקובעות רמת איכות גבוהה. איכות ההתייחסות MR שנקבעה מראש הואצה ב-100%.
• אופטימיזציות ספציפיות ל-ARM נוספו לפונקציות שנכתבו רק ב-C.

בנוסף, אנו יכולים לציין את שחרורו של פרויקט dav1d 1.4.1, במסגרתו קהילות VideoLAN ו-FFmpeg מפתחות ספרייה עם הטמעת מפענח חינמי חלופי עבור פורמט קידוד הווידאו AV1. ספריית dav1d תומכת בכל התכונות של AV1, כולל סוגים מתקדמים של תת-דגימה וכל פרמטרי בקרת עומק הצבע המצוינים במפרט (8, 10 ו-12 סיביות). המאפיין המרכזי של dav1d הוא ההתמקדות שלו בהשגת ביצועי הפענוח הגבוהים ביותר האפשריים והבטחת עבודה באיכות גבוהה במצב ריבוי הליכים. קוד הפרויקט כתוב ב-C (C99) עם תוספות הרכבה (NASM/GAS) ומופץ תחת רישיון BSD. הוטמעה תמיכה בארכיטקטורות x86, x86_64, ARMv7 ו-ARMv8, ומערכות הפעלה FreeBSD, Linux, Windows, macOS, Android ו- iOS.

גרסה dav1d 1.4 בולטת בתמיכה בארכיטקטורות Loongarch ו-RISC-V החדשות, כמו גם בהחדרת אופטימיזציות נוספות המבוססות על הוראות AVX-512, האצת פעולתם של מסנני 6-tap במערכות ARM, הגדלת היעילות של עבודה מרובה הליכי והפחתת גודל של נתונים בינאריים במערכות ARM64, ARM32 ו-RISC V. תוקן פגיעות CVE-2024-1580, שגרמה לכתיבה מחוץ לתחום עקב הצפת מספרים שלמים בעת עיבוד גדלי פריימים גדולים מאוד.

מקור: OpenNet.ru