从信息熵到Codec

多媒体与通信是个即传统有新潮的领域，在这几天的Google I/O、微软Bulid大会上，AI让数字助理让个人生活和会议变得更加轻松有趣，这背后有不少多媒体技术默默的贡献。

文 / Ant

过去几个月，我常常思考一个问题——多媒体（通信）技术到底解决什么问题？交付什么样的服务呢？目前得到的答案是：

以更低的成本，呈现更身临其境的视听感受。

“成本”和“身临其境”形成了一对矛盾，这就对多媒体（通信）技术提出了挑战。从贝尔发明电话，到即将到来的5G网络，人类都在想方设法在有限的网络条件下传输更多的数据。换句话说，需要尽可能的压缩数据，但不同的数据集压缩的比例并不一样。比如，电影中一段纯色的蓝天的视频，压缩后和一张蓝天的图片大小差不多，甚至更小。这是由于数据中的冗余信息非常大造成的，而信息中的非冗余信息就是信息熵：

Shannon 在 1948 年发表的论文“通信的数学理论（ A Mathematical Theory of Communication ）”中， Shannon 指出，任何信息都存在冗余，把信息中排除了冗余后的平均信息量称为“信息熵”。

Codec的价值就是尽可能找到视频中的冗余信息，并将其压缩。当然，Codec还可以有损压缩，找到画质和比特率的平衡点。如今，全球最顶尖的科学家仍然在为之奋斗。关于数据压缩的极限与信息熵的关系，可参考阮一峰的blog：

http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/09/information-entropy.html

Google I/O和微软Bulid上，展示了大量的AI赋能的产品与服务，人工智能的时代已经到来，而且还刚刚开始。相比而言，Codec这样略显枯燥无趣的技术并没有基于足够的关注。

比如，YouTube通过优化策略提升用户体验的同时节省了14%带宽 ，Facebook使用AV1让编码效率比x264、VP9提升了30%，这些收益往往不易察觉，但却真实可观。

在今天凌晨的Google I/O大会上，Zoe Liu在“Build awesome media experiences on the web”专题中，代表Google面向全球开发者介绍了AV1的背景技术以及应用前景。AV1是AOM联盟推出的第一个Codec。AV1开源并且免专利费，是开放、共享的互联网精神下的产物。