一文了解 AV1 编解码器

作为新一代的视频编解码器，AV1受到了诸多软硬件大厂的支持。它除了具有压缩率的优势之外，最终的是声称的免许可证的承诺。AV1已经在许多产品中得到了应用，随着时间的前进，会有越来越多的厂商和越来越多的产品使用AV1以及AOM其后的标准。本文从多个方面对AV1编解码进行了介绍，以供参考。

AV1被视为互联网的新视频格式，预计将取代知名且经过验证的MPEG格式。AV1编解码器是一个性能强劲且免许可证的视频编解码器，是谷歌的VP10、Mozilla的Daala和思科的Thor联盟的心血结晶。

过去几年中,包括MPEG1、MPEG2和MPEG4变种ASP(DivX/XviD)、AVC(H.264)以及HEVC(H.265)等MPEG编码一直是网络视频流媒体的标准。流媒体提供商更偏好HEVC来传输他们的4K内容。但MPEG格式也已成为DVD、蓝光和数字电视上高度压缩视频文件的标准。

MPEG格式的统治地位不仅仅是因为其技术优势。许多算法都受到专利保护,这一直使第三方提供商难以推出一个可比的编解码器。这影响了HEVC的商业使用，因为流媒体提供商需要从MPEG以及其他许可方包括个别专利持有者那里获得许可。AV1希望避免这些困难，同时在先前格式的基础上提供一个技术先进的解决方案。

什么是AV1编解码器？

AV1是一个开源的视频编码格式，旨在帮助企业和个人更有效地在网上传输高质量视频。Mozilla、Google和思科都在推动该项目，以消除用户目前存在的技术和财务障碍。其目标是让所有用户都能获得强大的媒体格式，并最终将其用于在他们的开放网络平台(如Firefox浏览器或YouTube)上交换和播放视频文件。

AV1编解码器的创建者联合起来，作为开放媒体联盟(AOMedia)的一部分，该联盟自2015年以来一直在开发编解码器、格式和开放网络的技术。AOMedia Video 1或简称AV1是他们的首个对外公开的项目。这个开源的免许可证AV1编解码器用于压缩视频文件。编码后的文件可以保存为MP4或MKV格式。在WebM中，AV1可以与音频格式Opus结合使用来嵌入HTML5视频。

为什么AV1编解码器很重要？

根据思科的研究,视频内容现在占互联网流量的70%。预计这个数字到2021年将增长到80%以上。即使在文件大小、图像质量和传输时间方面的小幅改进，对创作者和终端用户来说也能带来巨大的不同。AV1可以免费获取,因此允许那些否则无力承担其他格式高昂的许可费的小公司和个人进入这个市场。

注意

对于AVC(H264)标准的视频文件压缩和解码需要支付许可费。对于管理视频流平台的大公司来说,这笔费用很容易就达到几百万美元。由于拥有众多专利,新的HEVC(H.265)编解码器的费用可能会高出十倍。

AV1编解码器简史

高昂的许可费并不是一个新问题。六年前，几乎所有主要参与者开始研发可行的专利视频编解码器替代品：谷歌发布了VP9、Mozilla启动了Daala项目、思科收购了Thor，这是一款特别适合低复杂度视频会议的编解码器。他们的目标是一致的：创造下一代视频编解码器，使在线视频分享变得更快、更容易、更便宜。

2015年，他们在AOMedia下联手，Amazon、Netflix、Intel、AMD和NVIDIA等流媒体和硬件巨头也加入进来。其结果就是AV1编解码器，它主要基于谷歌的VP9，但极大地受益于Daala、Thor和VP10提供的工具和技术。自2018年以来，谷歌Chrome和Mozilla Firefox这两款世界上使用率最高的浏览器已经支持AV1。

AV1编解码器的工作原理

AV1是一个媒体编解码器，也就是一个可以对数字视频以及图片和音频文件进行编码或解码的计算机程序。编码使得用户可以压缩他们的文件以进行高效的编辑、存储和共享。然后解码允许他们打开或播放内容 – 通常是通过一个应用程序或在线播放器。为了使这种交互工作，编码和解码过程必须基于一个共享的格式 – 在本例中是AV1。

这看起来并不复杂,，但媒体、应用程序和设备硬件的交互实际上是高度复杂的，这需要编解码器进行专门化。如今有无数的编解码器在使用，其中一些是开源和免费的，而其他一些则需要许可和收费。

AV1作为新标准

AV1即将被互联网工程任务组(IETF) 以NetVC(互联网视频编解码器)的名字标准化。YouTube现在已经支持AV1编解码器，并且已经为兼容屏幕提供了8K流。其目的是要证明AOMedia的AV1编解码器与竞争格式相比的效率。

视频之外的功能

通过AVIF，开放媒体联盟还推出了一种基于AV1视频编解码器的图像格式。从长远来看，该图像格式可能会吸引同样高的需求，旨在取代JPEG格式。文件扩展名为.avif(AV图像文件)；图像序列以.avifs结尾。新图像格式旨在在更高的压缩率下实现高图像质量，甚至支持动画，可作为过时的GIF格式的替代方案。

AV1编解码器与其他格式的比较

AOMedia发布的AV1与AVC有几点不同。AVC于2003年由运动图片专家组(MPEG)推出。AV1的目标是成为互联网上的主导视频格式。高质量的视频应该能够在全球互联网上自由高效地交换。

AV1最大的优势有:

AV1使用了压缩技术，其速度几乎是竞争对手的两倍。
视频可以以更高的质量和更快的速度进行流传输。
AV1是免许可证的。与视频文件的编码、解码和压缩无关的费用。
最终用户即使在较低的互联网带宽下也可以享受高质量视频。

AV1的性能目标非常宏伟。AOMedia计划与HEVC相比提高25%的效率。在提高复杂性方面，软件解码仍然是重点，因为硬件支持还遥遥无期。AV1已经可以与Opus音频格式一起在所有常见网络浏览器中的WebM容器文件中使用。唯一的例外是Safari浏览器，它目前只支持Opus。

AV1的支持情况

AV1编解码器最初适用于Chrome和Firefox。之后微软和苹果的原生浏览器也进行了支持。但是AV1支持者的名单并不止于此。像Netflix、Amazon、Hulu、Apple和谷歌这样的媒体内容分发商与Intel、AMD、ARM和Nvidia等硬件提供商一起作为AOMedia的成员。YouTube一直是AV1的早期采用者,并且从2017年开始测试这个视频格式。自2018年以来，AV1编解码器可以在Googlesource上免费使用。

硬件支持

以下硬件产品已经支持AV1: