Pengkodean Video Esensial (MPEG-5 EVC): Standar Video Generasi Berikutnya yang Ramah Bisnis

Sebagai platform streaming, penyiar digital, dan jaringan seluler terus meningkatkan pengiriman konten resolusi tinggi (4K, 8K, dan HDR), efisiensi kompresi video hanyalah setengah dari perjuangan. Ketidakpastian lisensi dan royalti paten yang kompleks secara historis menghambat adopsi codec di seluruh industri media. Untuk mengatasi hambatan ini, Moving Picture Experts Group (MPEG) mengembangkan Essential Video Coding (EVC), yang secara resmi ditetapkan sebagai ISO/IEC 23094-1 (MPEG-5 Part 1).

Diselesaikan pada tahun 2020, MPEG-5 EVC menyediakan kerangka kerja kompresi video yang ramping dan sangat berkinerja, dirancang dengan model lisensi yang transparan dan dapat diprediksi untuk memenuhi kebutuhan bisnis dan teknis modern.

1. Apa itu MPEG-5 Essential Video Coding (EVC)?

Essential Video Coding (EVC) adalah standar kompresi video canggih yang dibuat oleh MPEG untuk melayani streaming media modern, penyiaran, dan platform Over-The-Top (OTT). Tidak seperti standar generasi sebelumnya yang lanskap patennya yang kompleks menyulitkan penerapan, EVC dirancang di sekitar dua profil operasional yang jelas didefinisikan:

• Baseline Profile: Tingkat bebas royalti sepenuhnya yang dibangun secara ketat menggunakan teknologi yang berusia lebih dari 20 tahun atau disumbangkan dengan pernyataan bebas royalti yang tidak dapat dibatalkan.
• Main Profile: Tingkat kinerja tinggi yang menggabungkan seperangkat alat kompresi lanjutan yang dipilih, dirancang untuk menyamai atau melampaui efisiensi HEVC (H.265), di mana setiap alat proprietari dapat diaktifkan secara individual atau dimatikan jika muncul masalah lisensi.

EVC memberikan keseimbangan bersih antara throughput komputasi tinggi, kompresi bandwidth yang luar biasa, dan transparansi hak kekayaan intelektual.

2. Karakteristik Utama MPEG-5 EVC

Keunggulan Strategis Inti:

1. Mitigasi Risiko IP: Pool lisensi transparan memastikan vendor streaming dapat menerapkan kompresi generasi berikutnya tanpa litigasi royalti yang tiba-tiba.
2. Penggantian Alat Modular: Alat enkoding canggih dalam profil Main dapat diaktifkan secara individual tanpa membatalkan kepatuhan bitstream secara keseluruhan.
3. Ramahan Perangkat Keras & Perangkat Lunak: Dirancang sejak awal untuk eksekusi perangkat lunak multithreaded yang cepat pada CPU desktop/mobile dan implementasi ASIC yang sederhana.

3. Fitur Teknis Mendalam EVC

Arsitektur EVC mengoptimalkan pipeline pengkodean video hibrida berbasis blok klasik melalui inovasi algoritmik modern di kedua profil:

A. Arsitektur Profil Dua Tingkat

• Profil Baseline: Menawarkan efisiensi kompresi sebanding dengan H.264/AVC (memberikan kualitas visual yang sama dengan penghematan bitrate sekitar 30% dibandingkan baseline AVC lama) sambil mempertahankan status bebas royalti yang ketat.
• Profil Main: Menambahkan hingga 26 alat pengkodean canggih yang meningkatkan efisiensi kompresi untuk menyamai atau melampaui HEVC (H.265) sekitar 25% hingga 30% pada kualitas subyektif yang identik.

B. Partisi Blok Fleksibel (Pohon Biner & Ternari)

• Menggunakan struktur Coding Tree Unit (CTU) yang mendukung ukuran blok besar hingga $64 \times 64$ (dan hingga $128 \times 128$ dalam kerangka kerja yang diperluas).
• Mengganti pemisahan Quad-Tree yang kaku dengan partisi Binary-Tree (BT) dan Ternary-Tree (TT) yang fleksibel, memungkinkan encoder memotong blok sepanjang vektor gerakan sebenarnya dan kontur gambar yang tidak teratur.

C. Mode Prediksi Intra Lanjutan

• Memperluas prediksi intra tradisional untuk menyediakan sudut arah yang luas dan mode planar.
• Menggunakan Advanced Intra Prediction (AIP) dan partisi sub-blok intra dalam Main Profile untuk memodelkan pola latar depan yang kompleks serta gradien latar belakang halus tanpa artefak blok.

D. Prediksi Inter yang Ditingkatkan & Penyempurnaan Gerakan

• Affine Motion Compensation: Secara efisien memprediksi dinamika gerakan kompleks seperti zoom, warping perspektif, dan gerakan rotasi.
• Merge Mode with MVD (MMVD): Menggabungkan kandidat penggabungan gerakan standar dengan perbedaan vektor gerakan kecil untuk sinyal gerakan yang sangat efisien.
• Adaptive Motion Vector Resolution (AMVR): Memungkinkan encoder beralih presisi gerakan secara dinamis antara resolusi quarter-pel, full-pel, dan 4-pel tergantung pada kompleksitas video.

E. Filter Pemrosesan Pasca In-Loop

• Deblocking Filter (DBF): Menghilangkan ketidakteraturan batas sepanjang tepi blok.
• Advanced In-Loop Filter (ALF) & Hadamard Transform Domain Filter (HTDF): Profil Utama memiliki filter loop canggih yang merekonstruksi detail tekstur frekuensi tinggi, menekan noise kompresi pada bitrate rendah.

4. Cara Membuat dan Mengenkode Berkas EVC

Aliran video EVC dibuat menggunakan perpustakaan XEVE (eXtra-fast Essential Video Encoder) sumber terbuka resmi atau build modern FFmpeg yang dikonfigurasi dengan libxeve.

Metode 1: Menggunakan Encoder XEVE CLI Mandiri

1. Klon dan kompilasi repositori XEVE:

git clone https://github.com/mpeg5/xeve.git
cd xeve && mkdir build && cd build
cmake .. && make

2. Enkode video YUV mentah ke bitstream EVC:

# Baseline Profile (Royalty-Free)
./xeve_app -i input_1080p.yuv -w 1920 -h 1080 -z 60 -p baseline -o output_baseline.evc

# Main Profile (High Compression)
./xeve_app -i input_1080p.yuv -w 1920 -h 1080 -z 60 -p main --preset medium -q 28 -o output_main.evc

Metode 2: Mengenkode EVC menggunakan FFmpeg (libxeve)

Versi FFmpeg modern (dikompilasi dengan --enable-libxeve) memungkinkan enkoding satu langkah langsung dari sumber MP4, MKV, atau ProRes:

ffmpeg -i input_video.mp4 -c:v libxeve -xeve-params "profile=main:preset=medium:qp=28" -c:a aac output_evc.mp4

5. Cara Membuka dan Memutar Berkas Video EVC

Karena EVC dirancang untuk arsitektur modern, decoding didukung melalui decoder perangkat lunak dan suite pemutaran media:

1. Menggunakan XEVD Resmi (eXtra-fast Essential Video Decoder)

Decoder sumber terbuka resmi MPEG mendekode aliran .evc mentah kembali menjadi video tidak terkompresi:

git clone https://github.com/mpeg5/xevd.git
cd xevd && mkdir build && cd build && cmake .. && make
./xevd_app -i output_main.evc -o decoded.yuv

2. Dekode & Pemutaran dengan FFmpeg / FFplay

Jika lingkungan FFmpeg Anda dibangun dengan --enable-libxevd, Anda dapat mendekode atau meninjau aliran video EVC secara langsung:

# Playback using FFplay
ffplay -vcodec libxevd output_main.evc

# Transcode EVC to standard H.264/MP4 for wide viewing
ffmpeg -c:v libxevd -i output_main.evc -c:v libx264 -c:a copy output_preview.mp4

3. Pemutar Video Terintegrasi

Aliran EVC yang digabungkan ke dalam file standar .mp4 atau .mkv dapat diputar kembali menggunakan build khusus MPV atau pemutar media yang menggabungkan LAV Filters yang diperbarui yang mendukung libxevd.

Perbandingan EVC vs. HEVC vs. VVC vs. AV1

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

**Q1: Apa tujuan utama di balik pengembangan MPEG-5 EVC? A1: EVC dibuat untuk menyediakan kompresi video generasi berikutnya dengan lisensi yang dapat diprediksi, transparan, dan profil baseline bebas royalti.

**Q2: Bagaimana profil Baseline EVC berbeda dari profil Main? A2: Profil Baseline sepenuhnya bebas royalti menggunakan teknologi lama yang sudah mapan, sedangkan profil Main menambahkan alat canggih yang dapat dialihkan untuk efisiensi kompresi maksimum.

**Q3: Alat sumber terbuka apa yang digunakan untuk mengkodekan dan mendekode video EVC? A3: XEVE (eXtra-fast Essential Video Encoder) digunakan untuk pengkodean, sementara XEVD (eXtra-fast Essential Video Decoder) menangani dekoding.

**Q4: Apakah MPEG-5 EVC dapat dikemas dalam format kontainer video standar? A4: Ya, bitstream EVC dapat dimux ke dalam format kontainer media populer termasuk MP4 (.mp4), Matroska (.mkv), dan aliran transport MPEG.

**Q5: Bagaimana efisiensi kompresi EVC dibandingkan dengan HEVC (H.265)? A5: Dalam Main Profile-nya, EVC mencapai kualitas visual yang setara dengan HEVC dengan pengurangan bitrate keseluruhan tambahan sebesar 25% hingga 30%.

Kesimpulan

MPEG-5 Essential Video Coding (EVC) mengatasi tantangan komersial dan operasional yang secara historis memperlambat adopsi codec generasi berikutnya. Dengan menggabungkan tingkat Baseline yang dijamin bebas royalti dengan Main Profile yang modular dan berefisiensi tinggi, EVC menawarkan layanan streaming video, operator siaran, dan pengembang perangkat lunak keseimbangan ideal antara kinerja teknis, kecepatan komputasi, dan transparansi hak kekayaan intelektual.

Referensi

• EVC: MPEG-5 Pengkodean Video Esensial (EVC)