愛奇藝編碼團隊:我們讓AV1編碼速度提升5倍

2020-12-23 愛奇藝技術產品團隊

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團隊也在極力邀請王志航加入LiveVideoStackCon2020北京，期待屆時帶來對該編碼器的更詳細的解讀。

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，一直從事音視頻編解碼技術研究，所管理的的團隊主要負責音頻和視頻的質量優化技術，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，可以顯著改善視頻文件壓縮效率和流媒體播放的傳輸效率。AV1解碼目前在基於Chrome內核的PC瀏覽器上基本都支持了。所以在PC瀏覽器上提升畫面質量，降低帶寬消耗，使用AV1格式是很好的方案。愛奇藝始終把用戶體驗放在首位，為了讓用戶在PC瀏覽器上看到更清晰的視頻，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，編碼器的計算量對視頻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，我們對編碼算法進行了非常細緻的優化，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對編碼的各個模塊都進行了細緻的設計優化，各模塊的優化算法總計近百項。在同等的壓縮率下，是開源編碼器SVT-AV1的5倍左右。對於1080P視頻，QAV1單遍編碼的計算資源消耗大概是市場上x265 veryslow preset的45%，內存消耗大約是一半，可以達到大規模應用的水平。

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做到了各模塊設計和開發風格一致，變量結構生存周期明確，很好地保證了代碼質量。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參數與調整算法流程，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壓縮性能和速度正在穩步提升，各項功能的支持也日趨完善。目前已經支持的功能包括多種速度檔次、多種碼率控制方式、8K視頻編碼等。在不久的將來，QAV1將會支持10bit編碼等功能，為用戶帶來更加高級的視覺體驗。

愛奇藝QAV1編碼的《青春有你》截圖

LiveVideoStack：在Android端支持AV1解碼是通過軟體方式的實現的嗎？（碼率、解析度、幀率等）性能如何？哪些機型可以支持AV1解碼？（支持AV1解碼的Andorid用戶）比例佔到多少？對於性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，用戶可以自己查詢支持的機型。但目前為止支持的手機還不是很多。另外，在不支持AV1格式的手機上，我們並沒有使用軟體解碼的方案，主要是擔心用戶手機耗電的問題。

LiveVideoStack：作為用戶，如何知道自己的手機是否支持AV1解碼？

王志航：用戶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持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集成了AV1解碼器，也是全球首款支持AV1的手機晶片。當前Windows 10 等作業系統已經支持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優化。 為了更好地適應愛奇藝海量內容，QAV1通過對場景複雜度的預分析，實現了更加合理的碼率分配。對於簡單場景，QAV1可以自適應地降低碼率，在保證畫質的情況下節省用戶帶寬；同時對於複雜場景會適當提高碼率，給用戶帶來更高畫質的體驗。 我們會根據具體的業務應用場景，持續進行深度的優化，持續提升用戶的體驗。

文章來自：LiveVideoStack

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