視訊編碼格式

更新於 2022/01/21發佈於 2022/01/21閱讀時間約 8 分鐘

圖片來自 Erwi

現行主流視訊編碼格式是 H.264，或是它的下一代 H.265，不論是 H.264 或 H.265，這些由 MPEG 組織定義出來的視訊編碼標準框架，細部的實現或優化方法許多都已被大公司申請成專利，並且這些公司為了共享專利的收益，成立所謂的專利池機構，例如 MPEG LA 就持有眾多的 MPEG 標準相關的專利，特別是目前視訊編碼最普遍被使用的 AVC / H.264 的相關專利，MPEG LA 手上持有的專利超過四千筆，任何想製造與 H.264 有關的軟硬體廠商都難以避免的必須向 MPEG LA 購買專利的使用授權。

專利池機構

這些大公司成立專利池機構並把相關的專利授權給它，對大公司來說，他們彼此可以透過專利池實現專利的交叉授權，消除彼此的專利壁壘，而對想使用專利的第三方公司來說，只須向專利池這個單一窗口交涉即可，不必向眾多的專利實際持有者一一交涉，而專利池收到的專利使用費則由背後的公司共享，因此我們可以說，專利池機構的成立降低了專利的使用障礙，也提高了專利的使用效率。

H.265 的三大專利池

在 H.264 方面，MPEG LA 是業界唯一的專利池機構，然而到了 H.265 時代，或許是發現專利池機構賺得缽盆滿盈，於是更多的專利池機構成立分食專利大餅，除了 MPEG LA 外，HEVC Advance、Velos Media 相繼成為 H.265 專利池機構，並且還有部份 H.265 相關專利的持有企業並未加入任何一方專利池中，選擇獨自經營專利授權業務，三個專利池的相關公司可以參考下圖：

來源：〈A crisis, the causes and a solution〉📷

如此糾葛當然再次形成了專利壁壘，身為一個想開發 H.265 軟硬體的廠商，必然得花大量的時間去研究這些專利池所持有的專利成份，或者更有可能的一隻羊被剝 3 + N 層皮…，最終的結果當然是廠商不願冒著侵犯專利的風險而寧願停留在 H.264，這也是為什麼 H.265 壓縮率這麼高（同樣畫質下體積只有 H.264 的一半）卻難以成為主流的原因。

H.264 的授權條款

回頭談 H.264。MPEG LA 持有的 H.264 專利不只影響 H.264 軟硬體的製造方，也影響著影片的服務商並間接影響著廣大的創作者，也就是 YouTuber 們。

H.264 的軟硬體製造方

在 MPEG LA 將 H.264 的授權分為四種授權模式，前兩種針對的是含有 H.264 專利的軟硬體產品：

來源：MPEG LA📷

銷售含有 H.264 專利的軟硬體產品予終端用戶，且該產品並非 OS 內建元件者，此類每年十萬個使用單位內免授權費，超過依層級收費。
銷售含有 H.264 專利的軟硬體產品，且內建於 OS 者，此類廠商須為客戶繳交授權費，同樣的每年十萬個使用單位內免授權費，超過依層級收費。

這裡的第一種，例如 Adobe Media Encoder，它可以把 Adobe Premiere 的專案輸出成 H.264 影片，並且不是 OS 的一部分，因此我們買的 Adobe Premiere 的錢有一部分得貢獻給 MPEG LA 做為專利的使用費。

而第二種，則是各大 OS。當然，這些 OS 大廠，Apple、Google、Microsoft，本身也都是 MPEG LA 的成員，做為內部成員，他們或許有專門的授權方案。

簡而言之，H.264 在十萬門檻內是不用付費的。

軟體商的 H.264 專利問題

如果你是個軟體開發者，應該知道萬能的 FFmpeg，如果在自己的 app 內使用 FFmpeg 的 H.264 相關編解碼工具是否有專利風險呢？

根據 FFmpeg 的說法，他們的程式並未參考任何專利書上的方法實做，也就是有經過 clean room，然而這並不代表他們沒有無意間採用了與某專利相同的方法，FFmpeg 自己也提到他們不是律師，無法進行專業的專利檢查與規避：

最後 FFmpeg 給出的說明是：專利是個複雜的制度，並且各國之間也存在著法規上的差異，難以用一句話回答使用 FFmpeg 是否會踩到 H.264 專利的問題，如果你的 app 又不開源又收費，而且知名度夠大，那或許某天 MPEG LA 會認為你需要付費。這段話有一部分是我自己的解讀，FFmpeg 原文如下：

H.264 影片平台及創作者

MPEG LA 的另外兩種 H.264 授權模式則是針對影片的服務商以及製作方：

來源：MPEG LA📷

只要影片是以 H.264 編碼，並且有用到 MPEG LA 相關的專利：

如果影片是付費觀看者如為訂閱制，則每年訂閱人數十萬以內者，免費，超過者依層級收費。
如為單片租購制，則片長 12 分鐘內免費，片長 12 分鐘以上須收費。
如果影片是免費觀看，平台或製作方不從影片賺錢，而從廣告或其他管道賺錢者如為免付費電視，則收取一次放映授權費或依收視量收費。
如為網路影片，且非單片租購制或訂閱制者，皆為免費。

訂閱制的代表就像是 Netflix，而 YouTube 的電影租購服務，則屬於單片租購制：

YouTuber 的 H.264 專利問題

綜觀以上，身為一位屬於最後一類的 YouTuber，你大概不用擔心誤採專利的風險，即使你成為大手 YouTuber，開啟付費會員專屬影片，那相關的授權費用應該也是 YouTube 會處理，畢竟 YouTube 也是抽了分潤，所以在 YouTube 開頻道是不用擔心 H.264 的專利問題的。

打破 MPEG 的專利高牆

回顧前面一大段 H.264 的各種花式專利收費，儘管其中有某些免費的方案，但那並非真正意義上的免費，更像是一種養套殺的作法，再看到那 H.265 三圈專利池再次形成了專利壁壘，最後的結果就是技術一流，但想用上它，得交三次以上的專利保護費。

由於有著以上種種專利引發的問題，一個非營利機構 Xiph.Org 試圖自行開發完全沒有專利壁壘與專利風險的視訊編碼格式，經過了幾次的迭代，推出了 Theora 編碼器，做為與 H.264 對比的技術，儘管支援廣泛，然而缺乏商業上的推廣，在使用率上始終不及 H.264，另一方面 Google 也延續收購而來的編碼技術推出同樣免專利費的 VP9 做為與 H.264 對比的技術，並大量的用在自家的 YouTube。

隨著 H.264 往下一代技術 H.265 的演進，免專利陣營也集結成 Alliance for Open Media，結合此前 Theora 與 VP9 的技術，開發新一代的編碼技術 AV1：

來源：Alliance for Open Media📷

由上圖可看出 AV1 的目標很明確：