AV1为何有信心打败H.265?
什么是AOM?
AOM(AOMedia)是一個非盈利的中立跨行業的開源聯盟(非盈利的中立組織這個屬性非常重要,下文有詳解),這個聯盟由半導體企業、視頻點播供應商和網頁瀏覽器開發商于2015年成立。AV1的目標是取代其前身VP9并與動態圖像專家組(MPEG)的高效率視頻編碼(HEVC)以及第二代數字音視頻編解碼技術標準(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聯盟的宗旨
現在AOM的成員已經涵蓋了Amazon、Cisco、Google、Intel、Microsoft、Mozilla、Netflix、AMD、ARM和 NVIDIA,它成立的目的是為互聯網和其他市場創建一個開源的視頻編解碼器(AV1,AOMedia Video codec),這種會員制的建立預示了AV1可以被軟硬件開發商迅速接納,可以快速部署于Chrome、Internet Explorer和Firefox瀏覽器中,并被YOUTUBE和Netfilx兩個頂級的優質內容發行商使用,從這個角度看,HEVC的前途有點暗淡。
什么是AV1?
AV1編解碼器將是AOM發布的第一個視頻編解碼器,AOM的強力支持賦予了AV1巨大的競爭優勢,這樣可以確保在瀏覽器、移動設備、OTT和智能電視中及時部署AV1以及快速增加YouTube、Netflix和Amazon的AV1編碼內容的發行。但是HEVC在硬件部署方面的多年集聚優勢以及相關視頻的專利權所有者也不會坐以待斃。
雖然最初的AV1實現將吸收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雜度,AV1主要應用于UHD視頻(包括更高的碼率、更寬的色域和增加的幀率)并具有在相當快的計算機的瀏覽器上播放4K 60fps視頻的能力,編解碼器的基礎版本和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比VP9更顯著的帶寬節省。
說白了,省錢。
就如Bitmovin的CEO(他們在研發能夠同時適應 2D 和 3D 觀看環境的流媒體傳輸技術,帶寬消耗更甚)說的2018年的一個重點領域是優化帶寬,以提高質量并降低CDN成本。這是每個內容提供商的一個重要工作。自從美國取消網絡中立保護以來,這一點尤為重要。優化視頻傳輸已經成為業界許多軟件架構師的首要考慮事項。提高終端消費者的視頻質量是一個重要的驅動因素,但數據使用和CDN成本仍然扮演重要角色。
為什么AV1會誕生?
第一省專利費,第二反壟斷。
先說專利費,可能剛開始所有人都沒有想到H.265的專利費使用會如此之高,授權政策如此復雜。舉例HEVC Advance,收費范圍廣泛同時費用高到令人乍舌。電視、智能手機、流媒體播放器、機頂盒、游戲主機、數字媒體存儲設備、監控設備等幾乎所有的硬件終端以及Netflix、YouTube等內容提供商都需要付高昂的費用,雖然之前微微下調了一下,
但是杯水車薪。終端設備要繳納0.2-1.2美元不等,封頂年費4000萬美元。在內容方面,除了對終端用戶提供免費內容的供應商外,其他內容提供商也要根據訂閱數、節目數和媒體數收費,封頂年費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專利許可封頂費用會超過1億美元,鮮血淋漓。
再說壟斷風險,H.265貴,谷歌趁機除了一個免費的VP9,堅持免費開源,同時解碼難度相對更低。但風險點就在于如果VP9廣泛面世,那么如此重要的國際標準就會被單個獨立巨頭壟斷,未知風險非常大,可以說是被扼住咽喉。
但現實是,當下企業級市場,側重點基本都以HEVC/H.265為主,很少看到基于VP9的產品面世,這其中最重要的理由就是,行業中絕大多數企業根本不愿意讓這么重要的國際標準被一個獨立的公司(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,技術能pk,同時兼具免費開源,瀏覽器友好的各種優勢,同時他的維護開發權是放在一個非盈利組織(AOM)中。
規范的重點在于使用的人越多越有價值,而獲得擴散效應的直接手段就是結盟。音視頻編解碼這個級別技術比較復雜,硬件廠商和服務提供商需要大量的資金來支持一種新的技術。支持兩個標準比支持一個標準所需的花費要多得多,所以廠商有強大的動力只主要支持一種協議。十年前的HD-DVD與Blu-ray之爭幾乎在一夜之間倒向Blu-ray,這種臨界態就是網絡擴散效應的正反饋機制導致的。
如果不結盟,面對HEVC每個公司都有巨大的壓力去盡早加入HEVC,新規范即使技術優越也很難獲得足夠的支持而讓人們去使用,比如ogg vs mp3。而一代某種編碼規范占統治地位,要想取代它就需要不可忽視的巨大技術優勢了,而這顯然不是短期內能實現的。
AV1性能是否真的足夠強悍?
由于多種原因,AV1與現有編解碼器的性能不太容易比較,
以AV1由補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開啟或關閉,作為一個開源的編解碼器,每一個公司都可以編輯自己的編解碼器,選擇需要開啟的測試功能并設置他們自己的默認配置,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Streaming Media East中的一個報告,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的專利方和相關視頻版權所有者也不會坐以待斃。
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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總結
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