愛奇藝編碼團隊:我們讓AV1編碼速度提升5倍

愛奇藝技術產品團隊發表於2020-07-01

愛奇藝編碼團隊:我們讓AV1編碼速度提升5倍

愛奇藝綜藝《青春有你》THE9成團

編者按:
如果說VVC是編碼標準中的白富美,那麼AV1就代表了廣大的網際網路玩家——承受不起高昂的專利版稅。為了實現免專利費的目標,AV1不得不“捨近求遠”的方式躲開已有的專利,這導致其計算複雜度非常高。愛奇藝科學家王志航透露,在同等的畫質下,編碼速度是開源SVT-AV1的5倍。

LiveVideoStack:感謝接受LiveVideoStack的採訪,能否簡單介紹下自己和團隊的工作。

王志航:愛奇藝科學家,在中科院計算所獲得博士學位,一直從事音影片編解碼技術研究,所管理的的團隊主要負責音訊和影片的質量最佳化技術,包括預處理和編解碼技術等。


LiveVideoStack:這次愛奇藝推出的基於AV1的編碼技術,給用戶和愛奇藝平臺帶來的最大的價值是什麼?這背後相應的挑戰是什麼?

王志航:AV1技術標準的主要特性是免費開放,可以顯著改善影片檔案壓縮效率和流媒體播放的傳輸效率。AV1解碼目前在基於Chrome核心的PC瀏覽器上基本都支援了。所以在PC瀏覽器上提升畫面質量,降低頻寬消耗,使用AV1格式是很好的方案。愛奇藝始終把使用者體驗放在首位,為了讓使用者在PC瀏覽器上看到更清晰的影片,我們在PC瀏覽器端上線了AV1格式的碼流。

AV1編碼標準的運算複雜度非常高,編碼器的計算量對影片標準的應用規模有著重要的影響。為了解決能大規模應用的問題,我們對編碼演算法進行了非常細緻的最佳化,愛奇藝研發並上線了QAV1編碼器,QAV1極大地緩解了AV1標準計算複雜度高、編碼時間長的問題。

經過近兩年時間的積累,QAV1對編碼的各個模組都進行了細緻的設計最佳化,各模組的最佳化演算法總計近百項。在同等的壓縮率下,是開源編碼器SVT-AV1的5倍左右。對於1080P影片,QAV1單遍編碼的計算資源消耗大概是市場上x265 veryslow preset的45%,記憶體消耗大約是一半,可以達到大規模應用的水平。

愛奇藝編碼團隊:我們讓AV1編碼速度提升5倍

愛奇藝QAV1編碼的《青春有你》截圖

QAV1編碼器是由愛奇藝公司獨立自主研發,實現了對原理、設計、實現的完全可控。在開發過程中,QAV1做到了各模組設計和開發風格一致,變數結構生存週期明確,很好地保證了程式碼質量。在業務變化時,QAV1可以在保證穩定性的前提下快速地修改控制引數與調整演算法流程,能夠與業務形成更加緊密的配合。

隨著持續的研究與投入,QAV1壓縮效能和速度正在穩步提升,各項功能的支援也日趨完善。目前已經支援的功能包括多種速度檔次、多種位元速率控制方式、8K影片編碼等。在不久的將來,QAV1將會支援10bit編碼等功能,為使用者帶來更加高階的視覺體驗。

愛奇藝編碼團隊:我們讓AV1編碼速度提升5倍


愛奇藝QAV1編碼的《青春有你》截圖

LiveVideoStack:在Android端支援AV1解碼是透過軟體方式的實現的嗎?(位元速率、解析度、幀率等)效能如何?哪些機型可以支援AV1解碼?(支援AV1解碼的Andorid使用者)比例佔到多少?對於效能不足的機型採取的解碼策略是怎樣的?

王志航:Android端目前使用硬體解碼器,使用者可以自己查詢支援的機型。但目前為止支援的手機還不是很多。另外,在不支援AV1格式的手機上,我們並沒有使用軟體解碼的方案,主要是擔心使用者手機耗電的問題。


LiveVideoStack:作為使用者,如何知道自己的手機是否支援AV1解碼?

王志航:使用者可以自主查詢所購買的終端硬體配置的相關的說明書。


LiveVideoStack:聯發科、海思等晶片廠商正在推出支援AV1解碼移動晶片,未來成為AV1硬體解碼和軟體解碼並存的局面吧?

王志航:當前聯發科天璣1000整合了AV1解碼器,也是全球首款支援AV1的手機晶片。當前Windows 10 等作業系統已經支援AV1解碼器。軟解和硬解的局面會長期並存。


LiveVideoStack:未來您和您的團隊還在AV1方面做哪些改進和提升?

王志航:編碼器往往需要結合具體的應用場景來進行改進和深度最佳化。 為了更好地適應愛奇藝海量內容,QAV1透過對場景複雜度的預分析,實現了更加合理的位元速率分配。對於簡單場景,QAV1可以自適應地降低位元速率,在保證畫質的情況下節省使用者頻寬;同時對於複雜場景會適當提高位元速率,給使用者帶來更高畫質的體驗。 我們會根據具體的業務應用場景,持續進行深度的最佳化,持續提升使用者的體驗。

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