什麼是 AV1 編解碼器？ 它如何使文件變小？

如果您多年來一直關注媒體串流領域，您可能已經看到了有關 AV1 編解碼器支援的傳言令人興奮。 雖然這確實比 H264 和 VP9 等編解碼器向前邁出了相當大的一步，但故事遠不止於此。 AV1，也稱為 AOMedia Video 1，於 2018 年 1 月首次發布，在整個行業的採用過程中進展緩慢。 這是 AV9 的全部故事，它如何相對 VP264 和 H.XNUMX 進行改進，以及為什麼它很重要。

什麼是AV1？

AV1 是由開放媒體聯盟開發的編解碼器，該聯盟是科技領域眾多不同公司的聯合體。 它的主要優點是免版稅（因此公司可以免費在其軟體中實現它），與 VP9 和 H264 等產品相比，它可以節省大量成本。 Facebook 工程部在 2018 年進行了測試，得出的結論是，AV1 參考編碼器的資料壓縮率分別比 libvpx-vp34、x46.2 High profile 和 x50.3 Main profile 高 9%、264% 和 264%。 這意味著對於那些連接速度較慢的人來說，您可能能夠享受比您習慣的更高的質量，而對於那些連接速度更快的人來說，您將能夠在相同的連接速度下獲得更高的比特率。

第一個支持 AV1 解碼的智能手機芯片組是聯發科技天璣 1000，最高支持 4K 60 FPS。 Nvidia Geforce 3000系列支持解碼， 新的 Nvidia Geforce 4000 系列 支援編碼和解碼，三星的Exynos 2100/2200也支援AV1解碼。 後來， 高通驍龍 8 Gen 2 帶來了對 AV1 解碼的支持， 傳聞即將推出的 Tensor G3 將支持AV1 編碼 以及。 業界的支持正在慢慢增長，Chromecast HD 中的芯片組也支持 AV1 解碼。 我們聯繫了 Google 徵求意見，並被告知帶有 Google TV (HD) 的 Chromecast 支持 AV1。

不僅如此，桌面版 YouTube 還支持 AV1， 您可以在您的帳戶設置中啟用它 只要您使用兼容的瀏覽器。 事實上，該公司已 設計了自己的矽 用於 YouTube 數據中心使用的 AV1 視頻編碼。 該芯片代號為“Argos”，是第二代視頻（反）編碼單元（VCU），可將上傳到平台的視頻轉換為各種壓縮格式，並針對不同的屏幕尺寸進行優化。 谷歌聲稱其新的 Argos VCU 處理視頻的效率是傳統服務器的 20-33 倍。

AV1的歷史

上下文 背後 AV1 及其創建原因也很重要。 VP9 是由 Google 開發的免版稅編解碼器，任何人都可以使用，並且由於它是免版稅的，因此可以在需要它的任何平台或服務上實施。 YouTube 在任何可以支持它的設備上使用編解碼器（因為這意味著由於帶寬減少，谷歌可以節省大量資金），它甚至被視頻點播服務採用，例如 Netflix公司、Twitch 和 Vimeo。

然而，由於Google對採用更好的壓縮演算法來減少其資料中心的頻寬使用有著既得利益，因此它開始研究VP10——VP9的後繼者。 當您處理數十億分鐘的影片時，每個影片的視訊壓縮率的微小增加可以節省大量成本並顯著改善用戶體驗。 Google 宣布計劃於 10 年發布 VP2016，之後每 18 個月發布一次更新，以確保穩步推進。 甚至谷歌甚至開始發布 VP10 的代碼，但該公司宣布取消 VP10，並成立了開放媒體聯盟（AOMedia）。

開放媒體聯盟包括從處理器設計人員（AMD、Arm、Broadcom、Chips&Media、Intel、Nvidia）到瀏覽器開發人員（Google、Microsoft 和 Mozilla），再到流媒體和視頻會議服務（Adobe、Amazon、BBC R&D、Cisco、 Netflix、YouTube）。 所有這些公司都為 AV1 提供某種形式的支持，無論是通過芯片組中引入的硬件解碼器、在瀏覽器中實現解碼器，還是在流媒體服務上使用編解碼器。

AV1 與 HEVC/H265

AV1 和 HEVC（高效視頻編碼）（也稱為 H.265）之間的最大區別在於許可。 為了推出支持 HEVC 的產品，您需要從至少四個專利池（MPEG LA、HEVC Advance、Technicolor 和 Velos Media）以及許多其他公司獲得許可，其中許多公司不提供標准許可條款——而不是要求你協商條款。

這些高昂的版稅已經對 Google Chrome、Opera、Netflix、Amazon Video、Cisco WebEx Connect、Skype 等產品產生了問題，並且它們完全排除了 HEVC 作為 Mozilla Firefox 等項目的選項。 這是因為它違背了 Firefox 項目的多個核心價值：Firefox 需要免版稅才能在許多 FOSS 項目中發布，而 HEVC 的使用會阻止它成為； Mozilla 相信自由和開放的網絡，如果您推廣受專利保護的標準，那是不可能的。 即使忽略這兩個問題，Mozilla 也無法承受在專利費和談判必要的許可協議上浪費數億美元的時間。

一個有趣的事實是，這些相同的問題直到幾年前才阻止 Firefox（和 Chromium）在許多平台上提供原生 H.264 播放…而且它仍然需要 Linux 上的插件。 在 2030 年代（甚至可能更晚）其專利到期之前，Firefox 甚至不太可能支援 HEVC。 即使到了今天，Firefox 也僅原生支援 H.264，這要歸功於思科透過 OpenH264 支付 Mozilla 的所有許可費用，以便在下一代編解碼器準備就緒之前標準化 H.264 以在市場上進行串流傳輸。 上 Mozilla 視頻編解碼器指南，該公司表示，“Mozilla 將不會支持 HEVC，因為它受到專利的阻礙。” 時至今日，只有 Edge 和 Internet Explorer 支持原生 HEVC 播放，並且僅在支持解碼的特定硬件上。

在效率方面，兩種編解碼器是針鋒相對的。 它們的效率總體上是相當的（儘管測試顯示 AV1 稍微領先），但有一個問題 - 由於缺乏硬體編碼功能，AV1 通常需要更長的時間來編碼。 滑鐵盧大學在 2020 年發現，雖然 AV1 在編碼 9.5K 視訊時比 HEVC 節省了 4% 的比特率，但 AV1 視訊的編碼時間也比 AVC 長 590 倍。 相比之下，HEVC 僅花了 4.2 倍的時間。 這些測試顯然是在 AV1 生命週期的早期運行的，當時硬體支援還沒有真正可用。

AV1的未來

隨著越來越多的設備支援硬體解碼，AV1 很可能會開闢高品質壓縮視訊播放的道路。 鑑於 HEVC 僅受桌面上的一種瀏覽器支援（現在 Internet Explorer 已死，無論如何），AV1 顯然是未來作為 VP9 繼任者的首選編解碼器。 隨著支持預計只會增加，越來越多的設備將最終使用它。 已經有 一些實驗標誌 指的是 AOM 存儲庫上的 AV2 和一個“AV2 研究的起始錨點” 提交 到去年的存儲庫，這表明我們將來也會看到迭代。

至於那些關注智能手機的人 Android的14 預加載（當發佈時），您會很高興知道它很可能 它需要開箱即用的 AV1 支持. Qualcomm 的 Snapdragon 8 Gen 2 和 MediaTek Dimensity 9000 系列都支持 AV1，因此在這個意義上不再有任何硬件限制。

為什麼 AV1 對於 Google Chromecast HD 等流媒體設備很重要？

如果您想購買 Google Chromecast HD，您可能會關心 AV1 的一個重要原因是您的網絡功能。 如果您要購買 HD 版本而不是 4K 版本，您可能會這樣做有幾個原因，其中之一可能是您的互聯網沒有 4K 流媒體的帶寬。 如果是這種情況，那麼您可能對帶寬很敏感，而 AV1 意味著您可以從 Chromecast 中獲得更高比特率的視頻。 這將在您的互聯網已經支持的相同數據速率下帶來更好的整體視頻質量。

不僅如此，而且這可以說是一個更大的原因，這是第一個 真 主流電視加密狗 積極支持 AV1。 Roku 在某種程度上是主流，但在某些地區更難獲得，而 Fire TV Stick 4K Max 是目前唯一的其他選擇。 谷歌的電視加密狗生態系統是迄今為止最充實的生態系統，出於這個原因，AV1 的加入也是一件大事。 它將其作為一種選擇合法化，並可能推動其他公司以其他方式支持 AV1。