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爱奇艺编码团队:我们让AV1编码速度提升5倍

原创 嵌入式/内核开发 作者:爱奇艺技术产品团队 时间:2020-07-01 12:04:18 0 删除 编辑

爱奇艺综艺《青春有你》THE9成团

编者按:
如果说VVC是编码标准中的白富美,那么AV1就代表了广大的互联网玩家——承受不起高昂的专利版税。为了实现免专利费的目标,AV1不得不“舍近求远”的方式躲开已有的专利,这导致其计算复杂度非常高。爱奇艺科学家王志航透露,在同等的画质下,编码速度是开源SVT-AV1的5倍。

LiveVideoStack:感谢接受LiveVideoStack的采访,能否简单介绍下自己和团队的工作。

王志航:爱奇艺科学家,在中科院计算所获得博士学位,一直从事音视频编解码技术研究,所管理的的团队主要负责音频和视频的质量优化技术,包括预处理和编解码技术等。


LiveVideoStack:这次爱奇艺推出的基于AV1的编码技术,给用户和爱奇艺平台带来的最大的价值是什么?这背后相应的挑战是什么?

王志航:AV1技术标准的主要特性是免费开放,可以显著改善视频文件压缩效率和流媒体播放的传输效率。AV1解码目前在基于Chrome内核的PC浏览器上基本都支持了。所以在PC浏览器上提升画面质量,降低带宽消耗,使用AV1格式是很好的方案。爱奇艺始终把用户体验放在首位,为了让用户在PC浏览器上看到更清晰的视频,我们在PC浏览器端上线了AV1格式的码流。

AV1编码标准的运算复杂度非常高,编码器的计算量对视频标准的应用规模有着重要的影响。为了解决能大规模应用的问题,我们对编码算法进行了非常细致的优化,爱奇艺研发并上线了QAV1编码器,QAV1极大地缓解了AV1标准计算复杂度高、编码时间长的问题。

经过近两年时间的积累,QAV1对编码的各个模块都进行了细致的设计优化,各模块的优化算法总计近百项。在同等的压缩率下,是开源编码器SVT-AV1的5倍左右。对于1080P视频,QAV1单遍编码的计算资源消耗大概是市场上x265 veryslow preset的45%,内存消耗大约是一半,可以达到大规模应用的水平。

爱奇艺QAV1编码的《青春有你》截图

QAV1编码器是由爱奇艺公司独立自主研发,实现了对原理、设计、实现的完全可控。在开发过程中,QAV1做到了各模块设计和开发风格一致,变量结构生存周期明确,很好地保证了代码质量。在业务变化时,QAV1可以在保证稳定性的前提下快速地修改控制参数与调整算法流程,能够与业务形成更加紧密的配合。

随着持续的研究与投入,QAV1压缩性能和速度正在稳步提升,各项功能的支持也日趋完善。目前已经支持的功能包括多种速度档次、多种码率控制方式、8K视频编码等。在不久的将来,QAV1将会支持10bit编码等功能,为用户带来更加高级的视觉体验。


爱奇艺QAV1编码的《青春有你》截图

LiveVideoStack:在Android端支持AV1解码是通过软件方式的实现的吗?(码率、分辨率、帧率等)性能如何?哪些机型可以支持AV1解码?(支持AV1解码的Andorid用户)比例占到多少?对于性能不足的机型采取的解码策略是怎样的?

王志航:Android端目前使用硬件解码器,用户可以自己查询支持的机型。但目前为止支持的手机还不是很多。另外,在不支持AV1格式的手机上,我们并没有使用软件解码的方案,主要是担心用户手机耗电的问题。


LiveVideoStack:作为用户,如何知道自己的手机是否支持AV1解码?

王志航:用户可以自主查询所购买的终端硬件配置的相关的说明书。


LiveVideoStack:联发科、海思等芯片厂商正在推出支持AV1解码移动芯片,未来成为AV1硬件解码和软件解码并存的局面吧?

王志航:当前联发科天玑1000集成了AV1解码器,也是全球首款支持AV1的手机芯片。当前Windows 10 等操作系统已经支持AV1解码器。软解和硬解的局面会长期并存。


LiveVideoStack:未来您和您的团队还在AV1方面做哪些改进和提升?

王志航:编码器往往需要结合具体的应用场景来进行改进和深度优化。 为了更好地适应爱奇艺海量内容,QAV1通过对场景复杂度的预分析,实现了更加合理的码率分配。对于简单场景,QAV1可以自适应地降低码率,在保证画质的情况下节省用户带宽;同时对于复杂场景会适当提高码率,给用户带来更高画质的体验。 我们会根据具体的业务应用场景,持续进行深度的优化,持续提升用户的体验。

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