AV1编码现状(2022.1)
来源：Kitchener Waterloo Video Technology Meetup 主讲：Manfred von Runkel 内容整理：赵研 AV1 是由 AOMedia 联盟开发的最新视频编码格式，旨在获得可观的编码效率、控制解码复杂度，并保证硬件实际可行性。本视频主要对 AV1 编码器就如下几方面进行概述：发展历程、2022 年应用情况、设备部署和性能。此外，主讲还简要介绍了基于 Bitmovin 编码器的 AV1 编码流程。
目录
- AV1 的发展和应用
- AV1 的设备支持
- 使用 Bitmovin 编码器进行 AV1 编码
- AV1 的性能和优势
AV1 的发展和应用
图1. 各编码器标准的发展时间线
此前业内认为，AV1 虽然是性能较佳的编码器，但由于其生态尚不完备，因此实用性有待考量。但事实上，在 2022 年的现在看来，AV1 已经显示了一定的部署和应用前景：
- AV1 支持三大主流的流媒体服务：VOD（Video on Demand, 视频点播）、Live（直播）和 RTC（Real-Time Communications，实时音视频通信），并且已经有相关的产品实现;
- AV1 支持 SD、HD、4K、8K、HDR 等多种视频分辨率;
- Netflix、Youtube、Facebook 等公司已经在他们的部分产品中使用了 AV1 编码器。
为了直观体现 AV1 的应用发展，主讲人列举了一些相关数据：
图2. 2018~2022年间 AV1 编码器的市场占比
图3. 目前各编码标准的市场占比
图4. 预估到 2022 年底，各编码标准的市场占比
关于 AV1 标准中各模块的技术细节，主讲人推荐了另一个讲座，链接为: https://www.youtube.com/watch?v=_tWBGi22BmM&t=483s
AV1 的设备支持
关于 AV1 的设备支持，以下内容均来源于相应平台的官方信息：
- 移动端：Android 10+ 版本支持 AV1，对应的视频流格式包括 .mp4 和 .mkv;
- smartTV：SamSung 智能电视支持对 UHD（3840x2160）和FHD（1920x1080）视频使用 AV1 编码，输出格式为 .webm; LG、Fire TV 等也支持 AV1 标准;
- 浏览器：IE、Firefox、Chrome、Android Brower 等浏览器均支持 AV1 编码，具体信息如图 5 所示;
可以看到，ios 系统和 safari 浏览器均尚不支持 AV1 编码器，但由于苹果公司也是 AOMedia 中的一员，因此可能会在未来开放支持。此外，各平台对 AV1 的支持可能会有指定的 profile 限制。
图5. 各浏览器对 AV1 的支持情况（绿色代表支持 AV1）
使用 Bitmovin 编码器进行 AV1 编码
随着 AV1 标准的发展和优化，越来越多的商业解码器支持 AV1 的硬件解码，且编码速度提高了约 13 倍，可与 HEVC 相比，如图 6 所示。
图6. AV1 的编码速度
Bitmovin Encoding API 是一种基于块（chunk）处理的云端编码平台，支持的语言包括 PHP、C#、Python、Javascript、Java、Ruby 和 Go，可以与用户自身的工作流进行整合，其视频编码流程如图 7 所示。具体来说，输入一个 AV1 标准支持的视频流（.mp4 或 .mkv），它会被切分成许多 chunk，然后用 AV1 并行编码，这会带来速度的提升。编码后的数据流会被送到存储器或 CDN 中，以支持回放功能。
图7. 使用 Bitmovin 进行 AV1 编码
AV1 的性能和优势
将 AV1 与 HEVC、VP9 和 AVC 等其他编码器进行 RD 性能对比，采用 VMAF 作为失真度量，可以看出 AV1 的性能优势。下面是一些示例：
图8. AV1 与其他编码器的 VQA 性能对比（1）
图9. AV1 与其他编码器的 VQA 性能对比（2）
总的来说，相比 HEVC/VP9，AV1 可以节省大约 30% 的存储资源和 CDN 载荷，同时具有一定的视频质量提升。码率降低还会相应地降低启动时间、减少重复缓存。此外，AV1 支持多种视频分辨率，通用性较强。
最后附上演讲视频：
http://mpvideo.qpic.cn/0b2eluaacaaawyagfz2bjzrfaxodafoqaaia.f10002.mp4?dis_k=a3637e20a62627994b11ca14c55ad2a9&dis_t=1649676232&vid=wxv_2329689524605648898&format_id=10002&support_redirect=0&mmversion=false