步入超高清视频时代视频编码技术的机遇与挑战, AV1时代要来了

近些年随着视频行业的迅猛发展,尤其像短视频、点播、直播、VR等领域的爆发,人们对于高清、超高清视频体验的追求越来越强烈,流媒体平台如何在提升观众观看体验,同时降低播放成本,利用技术降低带宽消耗的同时又能最大化的还原视频的画质和质量,成为了重要的课题。

视频在网络传输前,都需要进行压缩。在一定的压缩效率下,更高的画质意味着更高的码率,会增加带宽成本。因此提高压缩效率是各个视频相关公司持续的追求。其中,视频压缩编码作为其中最核心的一环,也越来越被重视起来。 

一、MSU世界视频编码器大赛解读

2020年莫斯科国立大学(Moscow State University)举办的MSU世界视频编码器大赛成绩已揭晓,此次大赛同往年一样有非常多TOP企业团队来参赛,包括爱奇艺、腾讯、阿里、百度、英特尔、谷歌等。其中,爱奇艺凭借自主研发的QAV1编码器首次参赛并且获得优异成绩,目前QAV1已经充分降低了AV1标准带来的复杂度,在保持高压缩率的同时,在编码速度上具有明显的优势。这使得QAV1后续有很大的提升空间。 并且爱奇艺已经具备大规模生产AV1编码格式内容的能力。

爱奇艺的QAV1在压缩速度与质量方面进行了很好的权衡。在主要评价指标SSIM位列第三的情况下,平均编码速度是第一名的1.63倍。是第二名的2.52倍。

今年大赛主办方继续扩充了素材库,用于挑选比赛序列的视频素材集规模达到18418个视频,比往年数量增加16.3%。最终按复杂度一共选出了50个比赛序列。

今年参赛的编码器有21个,其中10个265编码器,6个AV1编码器,5个其他标准的编码器。与往年不同,今年AV1编码器展现出明显超越265编码器的压缩性能,SSIM指标下离线档次265编码器性能已经掉出前三。

本次比赛的压缩率/编码速度综合性能如上图,爱奇艺的QAV1编码器在速度和压缩率两个维度同时超过大多数265编码器。这说明了在离线编码场景中,在同样或更少的计算资源消耗下,AV1编码器的压缩效率可以显著超过265。换句话说,离线场景中265不仅在压缩率方面没有优势,计算资源方面的优势也不复存在。

二、AV1生态现状概览

AV1(Alliance for Open Media Video 1)是 2018 年6月由AOM联盟(Alliance for Open Media,开放媒体联盟)发布的新一代视频编码标准。到今天为止,AOM联盟共有45家会员加入,其中13名理事会成员(Board Members),或称为创始成员(Founding Members),以及32名Promoter会员。

AOM联盟会员

(截止到2020年10月)

2020年以来AV1硬解生态得到显著突破,硬件厂商包括Intel、AMD、NVIDIA、MediaTek、SAMSUNG等纷纷加入AV1硬件解码器支持行列。有了硬件支持,AV1编码才算真正拥有广泛应用的基础。

在硬件生态之外,视频内容方面爱奇艺,YouTube、Netflix等都在积极的增加AV1视频的内容量,爱奇艺也于今年4月,在电脑浏览器端、安卓移动端上线AV1视频编码格式,成为国内首家应用AV1的视频网站。

到目前为止,AV1的硬件解码器密集发布、AV1软件编码器的开发和持续优化以及多个视频播放平台陆续对AV1的支持,AV1的生态正在逐步健康的发展。

三、QAV1编码器及最新进展

爱奇艺QAV1编码器在今年5月参加MSU比赛后,QAV1的升级优化仍在继续。为了保持行业领先,QAV1今年完成了率失真优化算法的升级改造,继续大幅提升了压缩效率,同时编码快的优势也得到了保持。此外,QAV1编码器还陆续支持了8K编码、高帧率、HDR编码等多项编码功能,能够为用户带来更加极致的体验。此外,在视频中对于的精彩打斗场景,QAV1也进行了更加细致的码率分配,在带宽消耗与画质体验中达到一个更加完美的平衡。

目前,爱奇艺已经具备大规模生产高质量AV1视频内容的能力,AV1线上视频内容也逐渐丰富。同时,也有越来越多的终端厂商也开始支持AV1硬解。期待更多的厂商与爱奇艺一道,利用AV1技术为用户带来体验的提升。

产业视频编码爱奇艺
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爱奇艺机构

2010年4月22日正式上线,推崇品质、青春、时尚的品牌内涵如今已深入人心,网罗了全球广大的年轻用户群体,积极推动产品、技术、内容、营销等全方位创新。企业愿景是做一家以科技创新为驱动的伟大娱乐公司。于2018年3月29日在纳斯达克上市。

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