현대 코덱의 단일 패스 Look-Ahead 기능을 활용한 최적화된 트랜스코딩 배포 방안 탐구

Core Concepts

현대 비디오 코덱 구현체의 단일 패스 Look-Ahead 기능을 활용하면 합리적인 계산 비용으로도 매우 좋은 품질을 달성할 수 있다.

Abstract

이 논문은 2024년 NAB BEIT 컨퍼런스 프로시딩에서 발췌한 것이다. 현대 비디오 인코더는 다양한 코딩 도구들이 상호작용하는 복잡한 소프트웨어로 발전해왔다. 과거에는 단일 패스 인코딩이 VOD 사용 사례에 적합하지 않다고 여겨졌다. 이 연구에서는 H.264(x264), H.265(HEVC), AV1(SVT-AV1) 등의 프로덕션 준비 인코더와 NVIDIA GPU의 최신 AV1 인코더, AWS Mediaconvert의 AV1 구현체를 평가한다. 실험 결과, 현대 인코더 구현체의 단일 패스 인코딩이 합리적인 계산 비용으로도 매우 좋은 품질을 달성할 수 있음을 보여준다. 이 결과는 고품질, 중품질, 저품질 복잡도를 대표하는 3가지 시나리오로 정리되었다. 마지막으로 사용 사례에 더 적합한 인코더/프리셋 조합을 선택하는 데 도움이 되는 권장 사항을 제시한다.

Stats

4K 고품질 시나리오(S1)에서 SVT-AV1 1패스 프리셋 2는 x264 대비 약 72%, x265 대비 약 39%, nvenc-av1 대비 약 50%, AWS MediaConvert AV1 대비 약 40%의 비트레이트 절감을 달성했다. 4K 중품질 시나리오(S2)에서 SVT-AV1 1패스 프리셋 6이 다른 코덱들을 능가했다. NVIDIA의 AV1 인코더(nvenc-av1)는 x265-Medium@2-pass 인코딩 설정보다 약 5% 더 나은 비트레이트 절감을 달성했다. AWS Mediaconvert의 AV1 솔루션은 x265-veryslow 2패스와 매우 유사한 성능을 보였지만 25배 더 빨랐다.

Quotes

"현대 비디오 인코더는 다양한 코딩 도구들이 상호작용하는 복잡한 소프트웨어로 발전해왔다." "실험 결과, 현대 인코더 구현체의 단일 패스 인코딩이 합리적인 계산 비용으로도 매우 좋은 품질을 달성할 수 있음을 보여준다." "SVT-AV1 1패스 프리셋 2는 x264 대비 약 72%, x265 대비 약 39%, nvenc-av1 대비 약 50%, AWS MediaConvert AV1 대비 약 40%의 비트레이트 절감을 달성했다."

Key Insights Distilled From

Unravelling the Power of Single-Pass Look-Ahead in Modern Codecs for Optimized Transcoding Deployment

by Vibh... at arxiv.org 04-09-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.05321.pdf

Deeper Inquiries

단일 패스 인코딩의 장단점은 무엇이며, 어떤 상황에서 다중 패스 인코딩이 더 적합할까?

단일 패스 인코딩은 한 번의 인코딩 과정으로 비디오를 압축하는 방법을 말합니다. 이 방법은 다중 패스 인코딩에 비해 빠르고 간편하며 실시간 스트리밍에 적합합니다. 단일 패스 인코딩은 미리 앞으로 몇 프레임을 볼 수 있거나 통계 모델을 사용하여 최적의 비트 예산을 할당하는 방식으로 작동합니다. 이는 다중 패스 인코딩보다 계산 비용이 적게 들며 빠른 결과물을 얻을 수 있습니다. 그러나 단일 패스 인코딩은 다중 패스 인코딩에 비해 비트율 및 품질 조절에서 약간의 제약이 있을 수 있습니다. 반면 다중 패스 인코딩은 여러 번의 인코딩 과정을 통해 더 나은 품질과 비트율을 얻을 수 있는 방법입니다. 다중 패스 인코딩은 더 정교한 비트 예산 할당과 품질 최적화를 가능하게 하지만 계산 비용이 더 많이 들고 시간이 더 오래 걸립니다. 따라서 품질이 중요한 고급 스트리밍 서비스나 영화 제작과 같이 시간이 충분히 확보된 상황에서 다중 패스 인코딩이 더 적합할 수 있습니다.