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Spiegazione del codec V1 | Incluso il confronto con i codec H.264/H.265

6 minuti di lettura
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Stefan Lundberg parla di come la codifica video AV1 sta trasformando il video di rete.

I rapidi progressi nell'intelligenza artificiale e nell'analisi video basata sull'IA contribuiscono a promuovere una domanda senza precedenti di video di rete ad alta risoluzione. Di conseguenza, sempre più persone avvertono i vincoli di rete e di archiviazione.

Ecco che entra in gioco l'AV1: uno standard di codifica video di nuova generazione progettato per risolvere questa sfida. 

In un'anteprima per il settore delle telecamere di rete, nel 2024 Axis ha aperto la strada al supporto per il codec AV1 con il rilascio del sistema su chip (SoC) ARTPEC 9. Ma cos'è l'AV1? Cosa lo distingue dagli altri formati di codifica video compatibili?  E perché l'AV1 è importante, soprattutto adesso?  

Il codec AV1 è un formato di codifica video progettato per l'internet moderno, sviluppato dall'Alliance for Open Media (AoM).  

Questa organizzazione è stata fondata nel 2015 da innovatori tecnologici leader tra cui Google, Amazon, Cisco, Intel, Microsoft, Mozilla, Nvidia e Netflix, per fornire la tecnologia di comunicazione video di nuova generazione.  

Tre anni dopo, ha rilasciato la specifica AV1, creata appositamente per l'era dello streaming. 

In quanto iniziativa collaborativa, l'AV1 è open source, con flussi di verifica liberamente accessibili. È disponibile completamente senza licenza da AoM.  

La codifica video AV1 rappresenta un significativo balzo in avanti, offrendo: 

  • Video di alta qualità a basse velocità in bit
  • Supporto per video ultra HD
  • Compatibilità di riproduzione estesa, grazie al supporto della decodifica in browser web, sistemi operativi e dispositivi mobili. 

Attualmente, la stragrande maggioranza delle soluzioni di telecamere di rete si affida a metodi di codifica vecchi come H.264 e H.265. Sebbene abbiano servito bene il settore, ora sono sotto pressione. 

La crescente domanda di riprese ad alta risoluzione costringe le organizzazioni a scendere a compromessi tra costi dell'infrastruttura di rete e facilità di implementazione. La codifica video AV1 è l'alternativa a questo compromesso. 

Remote video URL

Comprendere i limiti di questi vecchi codec si riduce al confronto tra larghezza di banda e accessibilità. L'H.264, chiamato anche Advanced Video Coding (AVC), è una tecnologia che ha 20 anni.  

È ampiamente supportato e funziona in modo affidabile, ma richiede velocità in bit elevate per preservare la chiarezza visiva. In tutti i sistemi di telecamere ad alta risoluzione su larga scala, ciò significa costi elevati, colli di bottiglia nelle infrastrutture di rete o entrambe le cose. 

Il suo successore H.265, chiamato anche High Efficiency Video Coding (HEVC), trasmette efficacemente video di alta qualità a larghezze di banda inferiori. Purtroppo, le sue licenze restrittive ne hanno limitato l'adozione rendendo praticamente impossibile ai fornitori di browser includere decodificatori client. 

In questo modo, molti utenti finali hanno dovuto affrontare da soli il complicato processo di installazione dei decodificatori necessari. 

Confronto tra AV1 e H.264/AVC 

Per gli utenti del video di rete, la sostituzione del precedente standard H.264 con il moderno standard AV1 offre notevoli miglioramenti. L'AV1 funziona bene su tutti i tipi di materiale video, fornendo flussi efficienti con un interessante rapporto qualità/velocità in bit.  

In genere, i sistemi che utilizzano l'H.264 su ARTPEC-8, l'impostazione corrente più comune, riducono la velocità in bit di circa il 40% passando all'AV1. Quando l'H.264 viene spinto per funzionare a velocità in bit più basse, la qualità di immagine si deteriora. 

Ciò può portare alla sfocatura di dettagli forensi essenziali, come testo o targhe automobilistiche. L'AV1 preserva più efficacemente queste informazioni, anche con larghezza di banda limitata, garantendo che il video rimanga utilizzabile. 

Confronto tra AV1 e H.265/HEVC 

Quando si gestiscono video ad alta risoluzione e movimenti complessi, l'AV1 offre una chiarezza equivalente a quella dell'H.265. Funzionando sul chip ARTPEC-9, può anche generare un'impressionante riduzione della velocità in bit di circa il 25% rispetto al codificatore H.265 su ARTPEC-8.  

AV1 running on an ARTPEC-9 chip

Tuttavia, il vantaggio strategico del codec AV1 è che offre prestazioni di alto livello senza le complicate licenze associate all'H.265. Eliminando le principali barriere all'adozione, l'AV1 apre la strada a un'assistenza clienti universale.  

La codifica video AV1 è già supportata da tutti i principali browser, sistemi operativi per computer e piattaforme mobili.   

L'AV1 offre cinque principali vantaggi al settore del video di rete, creando opportunità di sorveglianza, monitoraggio e business intelligence. Ecco cosa l'AV1 rende possibile e perché è destinato a diventare il nuovo standard per le infrastrutture video di rete: 

Offre una qualità superiore a velocità in bit più basse 

La codifica video AV1 è progettata esplicitamente per lo streaming, offrendo una qualità di immagine senza compromessi a basse velocità in bit.  

Inoltre, supporta risoluzioni video ultra-HD, finora possibili solo con l'H.265. Le risoluzioni ultra-HD non sono ancora ampiamente diffuse, ma sono all'orizzonte. L'AV1 aiuta a garantire l'esecuzione di flussi ad alta fedeltà realistici al momento opportuno. 

Riduce i costi di archiviazione 

Generando flussi altamente efficienti, il codec AV1 abbassa significativamente le spese di archiviazione. 

Immaginiamo una catena di vendita al dettaglio che gestisce 2.000 telecamere in 150 sedi, tutte con trasmissione in streaming a 1080p o superiore. Viene utilizzato l'H.264 che genera terabyte di dati al giorno. Il passaggio di questi flussi all'AV1 potrebbe ridurre le esigenze di archiviazione di circa il 40%. 

Le organizzazioni possono quindi mantenere archivi video di grandi dimensioni e ad alta risoluzione per scopi forensi e analisi a lungo termine, senza costi proibitivi per l'infrastruttura di rete. 

Supporta prestazioni di IA più efficienti 

Quando si tratta di analisi video moderne basate sull'IA, un algoritmo può essere efficace solo quanto i dati visivi che riceve. Immagini ricche e nitide sono fondamentali affinché l'analisi video fornisca informazioni affidabili. 

AV1 codec support stronger AI performance

Se i codec di vecchia generazione comprimono eccessivamente le riprese per risparmiare larghezza di banda, certi dettagli critici possono andare persi o rimanere sfuocati, con conseguenti prestazioni non ottimali. 

Al contrario, la codifica video AV1 preserva i dettagli visivi a velocità in bit più basse, contribuendo a preservare l'integrità dei dati visivi. 

Ottimizza per il cloud e lo streaming 

Lo streaming diretto dalla telecamera rimane essenziale per le operazioni locali e per il rilevamento in tempo reale degli oggetti. 

Tuttavia, le moderne architetture aziendali richiedono sempre più che i video vengano instradati attraverso il cloud per il Secure Remote Access o per l'uso di modelli di IA ad alta intensità di calcolo.  

Con un solido supporto in tutti i principali framework cloud, l'AV1 è il decodificatore preferito per le applicazioni basate su cloud. L'integrazione delle funzionalità AV1 direttamente nelle telecamere di rete semplifica il collegamento tra le applicazioni e porta più rapidamente sul mercato le soluzioni ibride. 

Molte tecnologie cloud standardizzate, come WebRTC, utilizzano già la codifica video AV1. 

Consente flussi di lavoro aperti e a prova di futuro 

Dal punto di vista architettonico, la tecnologia proprietaria può spesso portare a ostacoli restrittivi. Essendo un codec open source esente da royalty, l'AV1 supporta l'interoperabilità e la fattibilità a lungo termine.  

L'AV1 offre una riproduzione senza problemi, con supporto per la decodifica già integrato nei moderni browser web, sistemi operativi per computer e dispositivi mobili.  

Dal punto di vista dello sviluppo, questa apertura significa che i programmatori possono sfruttare le note API AXIS OS (VAPIX) per integrazioni personalizzate, nonché strumenti come FFmpeg per estrarre e riprodurre efficacemente i flussi AV1.  

Comprendere l'AV1 significa comprendere dove sia arrivato il settore del video di rete e dove stia andando.  

Fornendo flusso e archiviazione ad alta risoluzione ed economici senza licenze complicate, il codec AV1 offre notevoli vantaggi operativi e finanziari.

AV1 video encoding

La transizione completa del settore richiederà anni; nel frattempo il supporto per i vecchi metodi di codifica rimarrà essenziale. Tuttavia, questo codec di nuova generazione è sulla buona strada per diventare il nuovo standard per il video di rete. 

Con l'adozione dell'AV1 da parte dei fornitori più all'avanguardia, la trasmissione di video ricchi di dettagli su larga scala diventa più semplice ed economica. In questo modo, le organizzazioni possono scalare in modo più efficiente l'analisi dei dati video basata sull'IA.  

La codifica video AV1 non sta solo rivoluzionando il mercato. Garantisce il futuro dell'infrastruttura di rete video ad alte prestazioni necessaria per la business intelligence e altre informazioni utili.

In Axis siamo orgogliosi di essere il primo fornitore di telecamere di rete a offrire la codifica video AV1 ai nostri clienti e partner. Tutti i prodotti con il SoC ARTPEC-9 includono il supporto per AV1 oltre a H.264 e H.265.

Noi di Axis siamo orgogliosi di essere il primo fornitore di apparecchiature di sorveglianza a fornire AV1 ai nostri clienti e partner. Oltre a H.264 e H.265, tutti i prodotti futuri provvisti di ARTPEC-9 SoC includeranno il supporto di AV1.
Enrica Marras
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Marketing Specialist, Axis Communications
Telefono: +39 02 8424 5762
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Stefan Lundberg

Stefan Lundberg è Senior Expert Engineer in Axis Communications. Ha iniziato la sua carriera come sviluppatore, lavorando sulla qualità di immagine della prima telecamera di rete al mondo, NetEye. Con una laurea in Ingegneria elettrica conseguita presso l'Università di Lund, ha contribuito allo sviluppo di ARTPEC-1, il primo chip dedicato per telecamere di rete. Ha contribuito alle tecnologie H.264, Zipstream, EdgeVault, Signed video e a diversi brevetti ed è ora responsabile dello sviluppo di ARTPEC.

Stefan Lundberg, Senior Expert Engineer at Axis