步入超高清视频时代视频编码技术的机遇与挑战——AV1时代要来了

近些年随着视频行业的迅猛发展，尤其像短视频、点播、直播、VR等领域的爆发，人们对于高清、超高清视频体验的追求越来越强烈，流媒体平台如何在提升观众观看体验，同时降低播放成本，利用技术降低带宽消耗的同时又能最大化的还原视频的画质和质量，成为了重要的课题。

视频在网络传输前，都需要进行压缩。在一定的压缩效率下，更高的画质意味着更高的码率，会增加带宽成本。因此提高压缩效率是各个视频相关公司持续的追求。其中，视频压缩编码作为其中最核心的一环，也越来越被重视起来。

一、MSU世界视频编码器大赛解读

2020年莫斯科国立大学（Moscow State University）举办的MSU世界视频编码器大赛成绩已揭晓，此次大赛同往年一样有非常多TOP企业团队来参赛，包括爱奇艺、腾讯、阿里、百度、英特尔、谷歌等。其中，爱奇艺凭借自主研发的QAV1编码器首次参赛并且获得优异成绩，目前QAV1已经充分降低了AV1标准带来的复杂度，在保持高压缩率的同时，在编码速度上具有明显的优势。这使得QAV1后续有很大的提升空间。并且爱奇艺已经具备大规模生产AV1编码格式内容的能力。

爱奇艺的QAV1在压缩速度与质量方面进行了很好的权衡。在主要评价指标SSIM位列第三的情况下，平均编码速度是第一名的1.63倍。是第二名的2.52倍。

今年大赛主办方继续扩充了素材库，用于挑选比赛序列的视频素材集规模达到18418个视频，比往年数量增加16.3%。最终按复杂度一共选出了50个比赛序列。

今年参赛的编码器有21个，其中10个265编码器，6个AV1编码器，5个其他标准的编码器。与往年不同，今年AV1编码器展现出明显超越265编码器的压缩性能，SSIM指标下离线档次265编码器性能已经掉出前三。

本次比赛的压缩率/编码速度综合性能如上图，爱奇艺的QAV1编码器在速度和压缩率两个维度同时超过大多数265编码器。这说明了在离线编码场景中，在同样或更少的计算资源消耗下，AV1编码器的压缩效率可以显著超过265。换句话说，离线场景中265不仅在压缩率方面没有优势，计算资源方面的优势也不复存在。

二、AV1生态现状概览

AV1（Alliance for Open Media Video 1）是 2018 年6月由AOM联盟（Alliance for Open Media，开放媒体联盟）发布的新一代视频编码标准。到今天为止，AOM联盟共有45家会员加入，其中13名理事会成员（Board Members），或称为创始成员（Founding Members），以及32名Promoter会员。

AOM联盟会员

（截止到2020年10月）

2020年以来AV1硬解生态得到显著突破，硬件厂商包括Intel、AMD、NVIDIA、MediaTek、SAMSUNG等纷纷加入AV1硬件解码器支持行列。有了硬件支持，AV1编码才算真正拥有广泛应用的基础。

在硬件生态之外，视频内容方面爱奇艺，YouTube、Netflix等都在积极的增加AV1视频的内容量，爱奇艺也于今年4月，在电脑浏览器端、安卓移动端上线AV1视频编码格式，成为国内首家应用AV1的视频网站。

到目前为止，AV1的硬件解码器密集发布、AV1软件编码器的开发和持续优化以及多个视频播放平台陆续对AV1的支持，AV1的生态正在逐步健康的发展。

三、QAV1编码器及最新进展

爱奇艺QAV1编码器在今年5月参加MSU比赛后，QAV1的升级优化仍在继续。为了保持行业领先，QAV1今年完成了率失真优化算法的升级改造，继续大幅提升了压缩效率，同时编码快的优势也得到了保持。此外，QAV1编码器还陆续支持了8K编码、高帧率、HDR编码等多项编码功能，能够为用户带来更加极致的体验。此外，在视频中对于的精彩打斗场景，QAV1也进行了更加细致的码率分配，在带宽消耗与画质体验中达到一个更加完美的平衡。

目前，爱奇艺已经具备大规模生产高质量AV1视频内容的能力，AV1线上视频内容也逐渐丰富。同时，也有越来越多的终端厂商也开始支持AV1硬解。期待更多的厂商与爱奇艺一道，利用AV1技术为用户带来体验的提升。

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