أصدر تحالف الوسائط المفتوحة (AOMedia) مؤخرًا رسميًا أول إصدار للمواصفات النهائية 1.0.0 من معيار ترميز الفيديو AV2، مما يشير إلى أن هذا الجيل الجديد من تنسيق ترميز الفيديو مفتوح المصدر والخالي من حقوق الملكية، والذي يعتبر خليفة AV1، قد دخل مرحلة مستقرة، مما يسمح للصناعة بتطوير أجهزة التشفير وأجهزة فك التشفير المتوافقة مع المعايير، وإجراء تحسين طويل المدى حول المواصفات الثابتة، دون الحاجة إلى القلق بشأن مشكلات التوافق التي تسببها الإصدارات المستقبلية. من المتوقع أن يعمل AV2 على زيادة ضغط معدل البت وتقليل تكاليف عرض النطاق الترددي في وسائط البث وسيناريوهات الفيديو فائقة الوضوح. ومع ذلك، يحذر المطلعون على الصناعة أيضًا من أن تعقيد فك التشفير الخاص به أعلى بكثير من تعقيد AV1 الحالي، وسيواجه تحديات كبيرة في دعم الأجهزة الطرفية وتسريع الأجهزة.
تأسست AOMedia في عام 2015. وقد تم تصميم معيار التشفير AV1 الذي تم إصداره في عام 2018 كتنسيق فيديو بدون حقوق ملكية يمكنه التنافس مع H.265 (HEVC). بعد عدة سنوات من التطوير، على الرغم من أن شعبيتها ليست سريعة، فقد اكتسبت تدريجيًا موطئ قدم في مقاطع الفيديو عبر الإنترنت وخدمات الفيديو السحابية. يقوم YouTube بتجربة ترميز AV1 منذ عام 2018، يليه تقديم Netflix لبث AV1 على تطبيق الهاتف المحمول Android في عام 2020، وإطلاق Amazon دعم تشفير AV1 في الوقت الفعلي من خلال خدمات الوسائط AWS Elemental في عام 2024. وفي الوقت نفسه، أضافت الشركات المصنعة مثل AMD وIntel وNVIDIA على التوالي دعمًا سريعًا لفك تشفير AV1 وترميزه في أجهزتهم وبرامج التشغيل الخاصة بهم، مما يجعل تجربة التشغيل الطرفية لهذا التنسيق تنضج تدريجيًا.
بالمقارنة مع AV1، فإن نقطة البيع الأساسية لـ AV2 هي تقليل معدل البت بشكل كبير في ظل نفس ظروف جودة الصورة الذاتية. وفقًا لبيانات التقييم الرسمية التي نشرتها AOMedia، في ظل مؤشرات موضوعية مختلفة (مثل PSNR، وما إلى ذلك)، يمكن لـ AV2 تحقيق متوسط خفض في معدل البت يبلغ حوالي 30%-34% مقارنة بـ AV1، مع الحفاظ على نفس الجودة المرئية. بالنسبة لمنصات الوسائط المتدفقة، يعني هذا أنه مع ضمان تجربة المشاهدة للمستخدم، يمكن لـ AV2 إكمال نقل الفيديو بنفس الجودة مع عرض نطاق ترددي أقل، وبالتالي ضغط تكاليف توزيع المحتوى بشكل أكبر. سيكون توفير النطاق الترددي والتخزين أكبر بشكل خاص في سيناريوهات الفيديو عالية الدقة وذات النطاق الديناميكي العالي مثل 4K و8K وHDR.
تُظهر المقارنة المقدمة من AOMedia الفرق في دقة الضغط بين AV1 وAV2 من حيث نسبة ذروة الإشارة إلى الضوضاء (PSNR). PSNR هو مؤشر رياضي شائع الاستخدام يقيس الفرق بين صورة الفيديو المضغوطة والإشارة الأصلية. تعني القيم الأعلى بشكل عام الحفاظ على المزيد من التفاصيل. في هذه الاختبارات، كان AV2 قادرًا على الإخراج بمعدل بت أقل بكثير في ظل نفس ظروف PSNR، مما يعكس الترقية الشاملة في أدوات التشفير والخوارزميات.
ولتحقيق مكاسب الضغط المذكورة أعلاه، يقدم AV2 عددًا من التحسينات في تكنولوجيا التشفير، بما في ذلك طرق التنبؤ الأكثر تقدمًا داخل الإطار والتنبؤ بين الإطارات، ونمذجة الحركة الأكثر تطورًا، وأدوات التحويل والتصفية الأكثر تعقيدًا، وبنية تقسيم الكتلة الأكثر مرونة، وآلية ترميز الإنتروبيا المحسنة. تعمل هذه التغييرات على زيادة بُعد اتخاذ القرار وحرية الخوارزمية في جانب التشفير، مما يسمح لجهاز التشفير بمطابقة خصائص محتوى الفيديو بشكل أكثر دقة، وبالتالي ضغط المزيد من المعلومات المتكررة بنفس جودة الصورة.
ومع ذلك، فإن كفاءة الضغط الأعلى لا تأتي بدون ثمن. وفقًا لتقييم قائد مشروع VideoLAN جان باتيست كيمبف، زاد التعقيد الحسابي لـ AV2 على جانب فك التشفير بشكل ملحوظ مقارنة بـ AV1. من المقدر حاليًا أن تعقيد فك تشفير AV2 يبلغ حوالي خمسة أضعاف تعقيد AV1، مما سيجعل من الصعب جدًا على عدد كبير من وحدات المعالجة المركزية الموجودة فك تشفير مقاطع فيديو AV2 بسلاسة من خلال برنامج خالص. في غياب دعم واسع النطاق لتسريع فك تشفير الأجهزة، قد لا تتمكن الأجهزة الطرفية العادية من تحمل العبء الإضافي الذي يجلبه AV2 من حيث استهلاك الطاقة وتوليد الحرارة والسلاسة، وبالتالي إبطاء تنفيذه على المتصفحات وصناديق التلفزيون والأجهزة المحمولة.
ولهذا السبب، يعتقد كيمبف أنه قبل أن توفر الرقائق والمنصات السائدة تسريعًا كاملاً لأجهزة AV2، لا يزال هناك العديد من الشكوك في احتمالات اعتماد هذا المعيار على نطاق واسع. بمعنى آخر، ما إذا كان AV2 يمكنه تكرار مسار تطوير AV1 ونشره فعليًا على منصات الوسائط المتدفقة الكبيرة مثل YouTube وNetflix وAmazon سيعتمد إلى حد كبير على ما إذا كان مصنعو وحدات المعالجة المركزية (CPU) ووحدة معالجة الرسومات (GPU) وSOC مستعدون لتخصيص موارد دعم كافية للأجهزة ومتى.
حاليًا، مع التنفيذ الرسمي لمواصفات AV2 1.0.0، يمكن لـ AOMedia وأعضائها بالفعل تعزيز تنفيذ وتحسين أجهزة التشفير وأجهزة فك التشفير وسلاسل أدوات التطوير ذات الصلة بموجب معيار موحد. تتوقع الصناعة بشكل عام أنه في السنوات القليلة المقبلة، سيظهر الدعم التجريبي حول AV2 لأول مرة في المشغلات مفتوحة المصدر، والإصدارات التجريبية للمتصفح، وبعض خدمات تحويل الترميز السحابية. لا تزال التطبيقات التجارية الحقيقية لعدد كبير من المستخدمين بحاجة إلى الانتظار حتى ينضج النظام البيئي للأجهزة وتعميم منصات المحتوى لتوفير طرق اعتماد أكثر وضوحًا.