AV1為何有信心打敗H.265?

aaaa1018
aaaa1018 2023-10-29 19:11
今年一月的時候,開放媒體聯(lián)盟(AOM,Alliance for Open Media)舉行了董事會議,對AV1編解碼器的發(fā)布日期進(jìn)行了討論,Netflix和YouTube能夠在2018初開始使用AV1。那么AV1到底是指什么?今天我們和大家聊聊AV1(全稱:AOMedia Video 1)。
什么是AOM?

AOM(AOMedia)是一臺非盈利的中立跨行業(yè)的開源聯(lián)盟(非盈利的中立組織這個屬性非常重要,下文有詳解),這個聯(lián)盟由半導(dǎo)體企業(yè)、視頻點(diǎn)播供應(yīng)商和網(wǎng)頁瀏覽器開發(fā)商于2015年成立。AV1的目標(biāo)是取代其前身VP9并與動態(tài)圖像專家組(MPEG)的高效率視頻編碼(HEVC)以及第二代數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(AVS2)競爭。是作為H.265又名HEVC的競爭對手。




Open.Fast.Roytay-free. ULTRA High Definition是AOM聯(lián)盟的宗旨
目前AOM的成員已經(jīng)涵蓋了Amazon、Cisco、Google、Intel、Microsoft、Mozilla、Netflix、AMD、ARM和 NVIDIA,它成立的目的是為互聯(lián)網(wǎng)和其他市場創(chuàng)建一臺開源的視頻編解碼器(AV1,AOMedia Video codec),這種會員制的建立預(yù)示了AV1可以被軟硬件開發(fā)商迅速接納,可以快速部署于Chrome、Internet Explorer和Firefox瀏覽器中,并被YOUTUBE和Netfilx兩個頂級的優(yōu)質(zhì)內(nèi)容發(fā)行商使用,從這個角度看,HEVC的前途有點(diǎn)暗淡。



什么是AV1?

AV1編解碼器將是AOM發(fā)布的第一臺視頻編解碼器,AOM的強(qiáng)力支持賦予了AV1巨大的競爭優(yōu)勢,這樣可以確保在瀏覽器、移動設(shè)備、OTT和智能電視機(jī)中及時部署AV1以及快速增加YouTube、Netflix和Amazon的AV1編碼內(nèi)容的發(fā)行。但是HEVC在硬件部署方面的多年集聚優(yōu)勢以及相關(guān)視頻的專利權(quán)所有者也不會坐以待斃。
雖然最初的AV1實現(xiàn)將吸收Daala和Thor的一些特色,但是它的大部分代碼來自于VP10,AOM的目標(biāo)是使AV1的壓縮性能比VP9/HEVC提高50%,允許合理地增加編碼和播放的復(fù)雜度,AV1主要應(yīng)用于UHD視頻(包括更高的碼率、更寬的色域和增加的幀率)并具有在相當(dāng)快的計算機(jī)的瀏覽器上播放4K 60fps視頻的能力,編解碼器的基礎(chǔ)版本和BT.2020的彩色空間一樣將支持10bit和12bit編碼,此外AV1還要為WebRTC(實時通信)提供編解碼支持。
一旦AV1可以使用,YouTube希望將視頻編解碼器盡快轉(zhuǎn)換為AV1,特別是對于UHD、HDR和高幀率視頻,因為它們的編解碼器需要實現(xiàn)比VP9更顯著的帶寬節(jié)省。
說白了,省錢。
就如Bitmovin的CEO(他們在研發(fā)能夠同時適應(yīng) 2D 和 3D 觀看環(huán)境的流媒體傳輸技術(shù),帶寬消耗更甚)說的2018的一臺重點(diǎn)領(lǐng)域是優(yōu)化帶寬,以提高質(zhì)量并降低CDN成本。這是每個內(nèi)容提供商的一臺重要工作。自從美國取消網(wǎng)絡(luò)中立保護(hù)以來,這一點(diǎn)尤為重要。優(yōu)化視頻傳輸已經(jīng)成為業(yè)界許多軟件架構(gòu)師的首要考慮事項。提高終端消費(fèi)者的視頻質(zhì)量是一臺重要的驅(qū)動因素,但數(shù)據(jù)使用和CDN成本仍然扮演重要角色。
為啥AV1會誕生?

第一省專利費(fèi),第二反壟斷。
先說專利費(fèi),可能剛開始所有人都沒有想到H.265的專利費(fèi)使用會如此之高,授權(quán)政策如此復(fù)雜。舉例HEVC Advance,收費(fèi)范圍廣泛同時費(fèi)用高到令人乍舌。電視機(jī)、智能手機(jī)、流媒體播放器、電視盒子、游戲主機(jī)、數(shù)字媒體存儲設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等幾乎所有的硬件終端以及Netflix、YouTube等內(nèi)容提供商都需要付高昂的費(fèi)用,雖然之前微微下調(diào)了一下,
但是杯水車薪。終端設(shè)備要繳納0.2-1.2美元不等,封頂年費(fèi)4000萬美元。在內(nèi)容方面,除了對終端用戶提供免費(fèi)內(nèi)容的供應(yīng)商外,其他內(nèi)容提供商也要根據(jù)訂閱數(shù)、節(jié)目數(shù)和媒體數(shù)收費(fèi),封頂年費(fèi)500萬美元。以此估算,每年需向三個專利池和Technicolor公司繳納的H.265/HEVC專利許可封頂費(fèi)用會超過1億美元,鮮血淋漓。
再說壟斷風(fēng)險,H.265貴,谷歌趁機(jī)除了一臺免費(fèi)的VP9,堅持免費(fèi)開源,同時解碼難度相對更低。但風(fēng)險點(diǎn)就在于如果VP9廣泛面世,那么如此重要的國際標(biāo)準(zhǔn)就會被單個獨(dú)立巨頭壟斷,未知風(fēng)險非常大,可以說是被扼住咽喉。
但現(xiàn)實是,當(dāng)下企業(yè)級市場,側(cè)重點(diǎn)基本都以HEVC/H.265為主,很少看到基于VP9的產(chǎn)品面世,這其中最重要的理由就是,行業(yè)中絕大多數(shù)企業(yè)根本不愿意讓這么重要的國際標(biāo)準(zhǔn)被一臺獨(dú)立的公司(谷歌)所控制。
AV1的誕生只能說明了哪里有壓迫哪里就有反抗……大家思索再三,終于決心推出AV1,技術(shù)能pk,同時兼具免費(fèi)開源,瀏覽器友好的各種優(yōu)勢,同時他的維護(hù)開發(fā)權(quán)是放在一臺非盈利組織(AOM)中。
規(guī)范的重點(diǎn)在于使用的人越多越有價值,而獲得擴(kuò)散效應(yīng)的直接手段就是結(jié)盟。音視頻編解碼這個級別技術(shù)比較復(fù)雜,硬件廠商和服務(wù)提供商需要大量的資金來支持一種新的技術(shù)。支持兩個標(biāo)準(zhǔn)比支持一臺標(biāo)準(zhǔn)所需的花費(fèi)要多得多,所以廠商有強(qiáng)大的動力只主要支持一種協(xié)議。十年前的HD-DVD與Blu-ray之爭幾乎在一夜之間倒向Blu-ray,這種臨界態(tài)就是網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)散效應(yīng)的正反饋機(jī)制導(dǎo)致的。

如果不結(jié)盟,面對HEVC每個公司都有巨大的壓力去盡早加入HEVC,新規(guī)范即使技術(shù)優(yōu)越也很難獲得足夠的支持而讓人們?nèi)ナ褂?,比如ogg vs mp3。而一代某種編碼規(guī)范占統(tǒng)治地位,要想取代它就需要不可忽視的巨大技術(shù)優(yōu)勢了,而這顯然不是短期內(nèi)能實現(xiàn)的。
AV1性能是否真的足夠強(qiáng)悍?

由于多種原因,AV1與現(xiàn)有編解碼器的性能不太容易比較,
以AV1由補(bǔ)充了很多測試功能的基本代碼組成,這些測試功能可以默認(rèn)開啟或關(guān)閉,作為一臺開源的編解碼器,每一臺公司都可以編輯自個的編解碼器,選擇需要開啟的測試功能并設(shè)置他們自個的默認(rèn)配置,因此與H.264、H.265和VP9類似,存在多種形式的AV1編解碼器。
根據(jù)Streaming Media East中的一臺報告,圖1給出了Bitmovin AV1編解碼器和VP9、x.265、MainConcept以及x.264的性能對比,從總體的平均值來看,Bitmovin AV1編解碼器是最好的。
不得不提的是,AV1發(fā)展道路上也是阻力重重,硬件適配的滯后所有人都能理解,同時H.265的專利方和相關(guān)視頻版權(quán)所有者也不會坐以待斃。



AV1 VS HEVC

附上一張音視頻編解碼歷史小圖:


以上文章信息參考來源:
https://en.wikipedia.org/wiki/AOM
https://bitmovin.com/av1/
https://www.zhihu.com/question/54731561/answer/226428994
Alliance for Open Media – An Alliance of Global
Technology Visionaries https://aomedia.org/
https://www.cnet.com/news/facebook-av1-video-technology-speeds-streaming/

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