新一代互联网视频压缩AV1最新进展【2017.8】

前几天，开放媒体联盟(AOM，Alliance for Open Media)举行了董事会议，对AV1编解码器的发布日期进行了讨论，Netflix和YouTube能够在2018年初开始使用AV1，而硬件实现要花费更长的时间。AOM作为跨行业开源联盟，成员涵盖了Amazon、Cisco、Google、Intel、Microsoft、Mozilla、Netflix、AMD、ARM和 NVIDIA，它成立的目的是为互联网和其他市场创建一个开源的视频编解码器(AV1，AOMedia Video codec)，这种会员制的建立预示了AV1可以被软硬件开发商迅速接纳，可以快速部署于Chrome、Internet Explorer和Firefox浏览器中，并被至少两个顶级的优质内容发行商使用，这似乎让HEVC的未来充满了更多的不确定性。

什么是AV1？

AV1编解码器将是AOM发布的第一个视频编解码器，它的定位是取代Google的VP9并与现在的HEVC标准竞争，尽管在正式推出AV1的时候我们才能知道编解码器的性能，但是AOM的强力支持赋予了AV1巨大的竞争优势，这样可以确保在浏览器、移动设备、OTT和智能电视中及时部署AV1以及快速增加YouTube、Netflix和Amazon的AV1编码内容的发行。当然AV1也面临着挑战，首先HEVC在硬件部署方面具有多年的领先优势，另外要在不侵犯H.264、HEVC和其他视频相关的IP拥有者的专利权的前提下去开发AV1也受到了权威专家的质疑。

虽然最初的AV1实现将吸收Daala和Thor的一些特色，但是它的大部分代码来自于VP10，AOM的目标是使AV1的压缩性能比VP9/HEVC提高50%，允许合理地增加编码和播放的复杂度，AV1主要应用于UHD视频（包括更高的码率、更宽的色域和增加的帧率）并具有在相当快的计算机的浏览器上播放4K 60fps视频的能力，编解码器的基础版本和BT.2020的彩色空间一样将支持10bit和12bit编码，此外AV1还要为WebRTC（实时通信）提供编解码支持。

一旦AV1可以使用，YouTube希望将视频编解码器尽快转换为AV1，特别是对于UHD、HDR和高帧率视频，因为它们的编解码器需要实现比VP9更显著的带宽节省。

AV1如何与目前的编解码器比较性能？

由于多种原因，AV1与现有编解码器的性能不太容易比较，其中一个原因是AV1的开发过程。AOM在宣布AV1编码服务时，其成员Bitmovin的一篇博客中明确定义了AV1的开发过程，以下是一个片段：

• 基本代码中添加了很多编码工具作为测试的功能，在编译时使用不同的标志进行控制。
• 硬件小组（AOM内部的硬件成员组）检查这些测试的功能以确保在硬件中可以实现。
• 每一个测试的功能都要通过IP检查以确保没有IP被侵犯。
• 一旦检查通过了，那么测试的功能默认是开启的。

所以AV1由补充了很多测试功能的基本代码组成，这些测试功能可以默认开启或关闭，作为一个开源的编解码器，每一个公司都可以编辑自己的编解码器，选择需要开启的测试功能并设置他们自己的默认配置，因此与H.264、H.265和VP9类似，存在多种形式的AV1编解码器。

根据Streaming Media East中的一个报告，图1给出了Bitmovin AV1编解码器和VP9、x.265、MainConcept以及x.264的性能对比，从总体的平均值来看，Bitmovin AV1编解码器是最好的。

图1 The Bitmovin 4K codec compared to other codecs for a presentation given at Streaming Media East 2017.

什么时候推出AV1？

预计比特流会在2017年12月31日冻结，在过去的三四个月里这一直是AOM的目标。在比特流冻结之后，Google和Firefox会在几天内支持AV1播放，在生产方面，一旦AV1播放可以使用，YouTube就会开始部署AV1比特流，Netflix的Anne Aaron也发表了相同的意见：“我们必须把AV1整合到我们的编码流水线中以运行初始的测试。随着AV1的发展，我们将继续更新代码，如果Chrome或者其他浏览器的AV1播放可以使用了，我们就能够把AV1整合到我们的生产工作流程中。”

硬件支持不可避免地要花费更长的时间，当比特流冻结时，Google会把硬件设计交付给芯片供应商，让他们开始设计过程，这是On2和Google自On2 2007年收购Hantro产品OY以来一直在追求的策略。

AOM成员Ittiam的首席业务官Mukund Srinivasan预测在比特流冻结之后的12-18个月里才可以拿到芯片，再有6个月基于这些芯片的产品才会上市，如果在2018年1月1日比特流冻结，这意味着在2019年中后期之前，具有硬件AV1解码的产品才可以获得。

在短期内，Srinivasan还指出软件解码优化会在比特流冻结后的6个月内出现，软件解码优化是Ittiam的专长，这些优化会使得软件解码在一系列的移动平台上和用户中更受欢迎。