AOMedia Video 1

AOMedia Video 1
Utviklet avAllianse for åpne medier
1. utgivelse28. mars 2018
Siste versjon1.0.0 Errata [1] (8. januar 2019)
FyrVideokomprimering
Forlengelse avDaala , Thor , VP9 , ​​VP10
Utvidet tilAVIF
Åpent format ?Ja
Nettstedaomediacodec.github.io/av1-spec

AOMedia Video 1 ( AV1 ) er en åpen , royaltyfri lisensiert videokodek designet for online videooverføring ( streaming ) .

AV1, den første versjonen som ble utgitt av Alliance for Open Media i 2018, er ment å være etterfølgeren til VP9 og er designet for å integreres i WebM - beholderen sammen med Opus -lydkodeken , for bruk i HTML5-video og i WebRTC . [2]

Historie

I 2015 ble Alliance for Open Media grunnlagt , et non-profit konsortium bestående av halvlederindustrier og organisasjoner, video-on-demand-leverandører, videoinnholdsprodusenter, programvareutviklingsselskaper og nettleserleverandører, som kom sammen for å utvikle videostandarder. sendes til Internet Engineering Task Force for standardisering og for å konkurrere med Moving Picture Experts Group , skaperen av HEVC -formatet . [3] Konsortiets første prosjekt var å implementere et royaltyfritt videoformat . [4] [5]

Den første versjonen 0.1.0 av AV1-referansekodeken ble utgitt 7. april 2016 sammen med nye kodeverktøy testet, diskutert og gjentatt i AOMedia-arbeidsgruppene. [6] Så innen utgangen av oktober 2017, datoen da en blokk med ulike programvarefunksjoner var i kraft, var også sluttføringen av den første versjonen forventet. [7] Etter en utsettelse av frysingen av bitstrømformatet, beregnet på januar 2018, [8] fortsatte utviklingen av flere viktige funksjoner på grunn av uløste kritiske feil, ytterligere endringer i transformasjoner, bevegelsesvektorprediksjon, syntaks og fullføringen av juridisk analyse.

25. juni 2018 ble den første validerte versjonen 1.0.0 av spesifikasjonen utgitt. 8. januar 2019 publiserte AOMedia den validerte versjonen 1.0.0 med Errata 1 av spesifikasjonen. Mozilla begynte umiddelbart å teste og integrerte den første implementeringen av libaom-dekoderen [9] [10] i Firefox-nettleseren, versjon 65 (januar 2019) og versjon 67 (mai 2019) den ble erstattet med dav1d.

Martin Smole, AOM -medlem og Bitmovin uttalte at beregningseffektiviteten til referansekoderen var den største utfordringen som gjensto etter fullføringen av bitstrømmen, og mye av innsatsen gikk med til å utføre libaom-optimaliseringene. 21. januar 2021 ble AV1 inkludert i MIME -poststandarden under navnet video / AV1, begrenset til sanntidstransportprotokollen . [11]

I juli 2022 setter EU i gang en foreløpig etterforskning av alliansen, med tanke på rapporter om patentinngrep. [12] AOMedia inkluderer mange sponsorselskaper, blant dem er kjent: Samsung, Vimeo, Microsoft, Netflix, Mozilla, AMD, Nvidia, Intel og ARM, Google, Facebook, Cisco, Amazon, Hulu, VideoLAN og Adobe (fra Eposvox YouTube-kanal ).

Mål

AV1 ble tenkt som en ny generasjons videokodek: hver generasjon forventes å forbedre komprimeringen på 35 % opp til 50 %, med den påfølgende reduksjonen av den nødvendige bithastigheten, er det også et initiativ i kampen mot konsortier av store selskaper i industri som etablerer proprietære standarder, noe som resulterer i ileggelse av royalties for bruk: hovedsakelig H.265 / HEVC , utviklet av MPEG , Video Coding Experts Group (fr) og ITU-T. I følge en Cisco-studie forventes global internetttrafikk å tredobles mellom 2017 og 2022 og 82 % av den er video: AOMedia fokuserer på å utvikle nye formater som setter ytelsesstandarden for videokomprimering. [1. 3]

I et felles dokument oppgir 3 av EUs medlemsland at hovedaktørene i sektoren (multimedieinnhold) representerer 55 % av internetttrafikken, dette er hoveddataene som ligger til grunn for forespørselen. [14]

Teknologi

AV1 har videokoding med støtte for oppløsninger opptil 8K horisontale piksler [15] og med 120 bilder per sekund og ulike profiler med fargedybde på 8 bit, 10 bit, 12 bit og rask dekoding.

I kodeken har forskjellige eksperimenter blitt inkludert i forskningen som verktøyene (instrumentene) som er inkludert i spesifikasjonen er avledet, inkludert weiner-filteret, loop-restaurering og guidet filter og også støtte for kornsynth-funksjonaliteten: i AV1-komprimert innhold er dette støy kan genereres i overlegg av dekoderen, basert på en parameter som indikerer mengden støy som skal legges til og er derfor ikke kodet sammen med innholdet for å unngå overflødig artefakter.

Det beste med AV1 er den svært avanserte deringingen.

Koding

Programvaredekodere

Eksisterende nettlesere bruker dav1d for MIME-type AVIF- bilder og AV1-videoavspilling hvis nettleseren eller PC-en er rask nok i henhold til mediemotoren og hvis du ikke har maskinvareakselerasjon. [16] Dav1d ble introdusert av VideoLAN og FFmpeg i oktober 2018, med mye av kildekoden bidratt av TwoOriolies, et proprietært programvareselskap. VideoLAN utvikler og bidrar til x264 AVC-koderen .

Fra og med versjon 0.9.1 av august 2021 inneholder dav1d 140 000 linjer med assemblerkode med de viktigste optimaliseringene fullført. 18. mars 2022 lanserer Xiph dav1d 1.0, noe som forbedrer effektiviteten ytterligere via programvare. [16] Google utvikler libgav1, en dekoder som hovedsakelig brukes på mobile plattformer for AVIF og av Android 12 . [17]

Implementeringen er 2-4 ganger langsommere enn dav1d 0.7 i en 2019-testkjøring på ARM CPUer . [18] Begge har en royaltyfri lisens .

Programvarekodere

De integrerer ulike forhåndsinnstillinger for bruk av VoD (video on demand), som tar sikte på effektiv koding og noen forhåndsinnstillinger for WebRTC sanntidsstrømmingsituasjoner med lav latens.

aomenc og aomdec.

avifenc og avifdec.

Profiler og nivåer

AV1 definerer 3 profiler for dekodere: Main, High og Professional.

Hovedprofilen tillater en dybde på 8 eller 10 biter per prøve med 4: 0: 0 (gråtoner) og 4: 2: 0 kromasampling. Den høye profilen gir støtte for 4: 4: 4 kroma-sampling. Profesjonell profil utvider funksjonaliteten til full støtte for 4: 0: 0, 4: 2: 0, 4: 2: 2 og 4: 4: 4 chroma subsampling ved 8, 10 og 12 bits fargedybder.

Nivåer

AV1 definerer nivåer for dekodere med maksimale variabler for nivåer mellom 2.0 og 6.3. Eksempler på oppløsninger vil være 426 × 240 ved 30 fps for nivå 2.0, 854 × 480 ved 30 fps for nivå 3.0, 1920 × 1080 ved 30 fps for nivå 4.0, 3840 × 2160 ved 60 fps for nivå 840, fps 2 × 840. for nivå 5.2 og 5.3 og 7680 × 4320 ved 120 fps for nivå 6.2 Nivå 7 er ennå ikke definert.

Beholderformater støttes

Standardisert

ISO-basemediefilformat: AOMedias ISOBMFF-beholderspesifikasjon var den første som ble fullført og den første som ble tatt i bruk. Dette er formatet som brukes av YouTube.

Pågår

Matroska versjon 1 av Matroska Containers-spesifikasjonen ble utgitt i september 2018. Betydelige endringer kan imidlertid sies å ha fortsatt i oktober og en ny versjon, eller ferdigstillelse, har ennå ikke blitt annonsert innen desember.

Uferdige standarder

MPEG-transportstrøm.

Ikke standardisert

WebM: Som et spørsmål om form ble AV1 ikke godkjent i Matroska-delsettet, kjent som WebM på slutten av 2019.

On2 IVF: Dette formatet ble arvet fra den første offentlige versjonen av VP8: hvor det fungerte som en enkel utviklingsbeholder. Rav1e støtter også dette formatet.

WebM pre-standard: libaom tilbød innledende støtte for WebM, før Matroska containerisering ble spesifisert, men har blitt modifisert for å samsvare med den.

Kvalitet og effektivitet

Langsomheten til AV1, hovedsakelig på koding, med en kompleksitet på ca. 2 ganger H.265 [15] regnes som en stor hindring for diffusjon, selv om spredningen av dedikert fast - punkt HW hjelper parallellisering og multi-threading. Den økte kompleksiteten tillater en kompresjonsrate på 30 til 40 % høyere på VP9 og H.265 / HEVC :

opptil 50 % på H.264 ( mest populære videokodeken i 2019 for strømming av video globalt). AV1 kan dele båndbreddebruk i to sammenlignet med H.264 , selv om libaom-referansekoderen bruker betydelig mer dataressurser enn VP9 og H.264. Utviklingen av libaom favoriserte imidlertid nøyaktighet og fullstendighet sammenlignet med standarden, på bekostning av effektivitet og ny programvareimplementering forbedrer ytelsen betydelig.

Videokvaliteten til den beste GPU-maskinvarekoderen som eksisterer for øyeblikket (Intel, EposVox PSNR-målinger) vil være betydelig lavere, selv sammenlignet med sanntidsforhåndsinnstillinger som SVT-AV1 M8, slik at SW-kodingen tillater et stort antall parametere med en bedre tuning og grundig.

Nettsteder

Vimeo tjener i AV1 (som YouTube); bare til de mest viste videoene. [21]

I juni 2019 var de første videoene tilgjengelige i "Staff Picks" eller Staff Picks-kanalen, Vimeo bruker Mozilla rav1e og bidrar til det ved å telle det med koderforbedringer, for til slutt å gi AV1 til alle opplastede videoer, så vel som til tilbudet " Live "av selskapet.

Twitch planlegger å streame det første innholdet på AV1 rundt 2022,2023 - så litt tid til å se H.264 sameksistere med det, før du flytter alt til AV1 i 2024/2025, da vil alle enheter med mindre enn 5 år støtte AV1. [22] Google Duo støtter bare kodeken for lav båndbredde: dette betyr at du kan dra nytte av det, bare hvis tilkoblingen din ikke er god i det hele tatt, og dermed vil det forbedre Stadias mobilappspill drastisk, siden strømming ikke vil hakke like godt ofte under bevegelse. [23] [24]

Netflix håper fra oktober 2016 å være en av de første som tar i bruk AV1.

I april 2019 kunngjorde Intel med Netflix at de jobber med en åpen kildekode og royaltyfri høyytelses videokodek for innholdsskapere, utviklere og tjenesteleverandører: SVT-AV1 (Scalable Video Technology for AV1), for å lage den kommersielt levedyktige AV1 standard. 5. februar 2020 kunngjør Netflix det første AV1-eksperimentet i sin Android -mobilapp : som bruker dav1d og FFmpeg og koding av innhold med båndbredde begrenset til 10-biters 480p-oppløsning for datasparingsmodus. 9. november 2021 kunngjorde Netflix at de hadde begynt å strømme AV1-innhold til de mange TV-ene med AV1 (sannsynligvis Samsung-modeller og en langsom utvidelse deretter) og PlayStation 4 Pro .

Meta , etter noen svært positive resultater i sine tester, erklærer at den gradvis vil ta i bruk AV1 så snart støtte for hovednettleserne dukker opp og starter med populære videoer. [25] YouTube lanserte AV1 fra sin lansering AV1 beta-spilleliste : i henhold til beskrivelsen er videoene kodet med en høy bitrate for å teste dekodingsytelsen og har "ambisiøse mål" for utgivelse. Koderen som brukes ligner på aomenc og er basert på VCU ( maskinvare ) , hjulpet av DeepMind AI maskinlæringsplattform med noen algoritmer som er trent til å optimalisere innhold eller løse andre komplekse problemer som sjakk eller YouTube-undertekster. Opplastede 8K- eller 5K-videoer omkodes ved hjelp av den nye kodeken siden VP9 er mindre effektiv, høyere bithastigheter vil være nødvendig i den for høyoppløselig koding. Fra og med 8. juli 2022 får noe innhold på til og med 50 000 bilder strømmer i av01-format i MP4-beholderen på bare to dager. Så etter pausen i august 2022, 28. august, gjenopptok den utgivelsen av AV1 for videoer med for eksempel 140 000 bilder.

Programvareimplementeringer

Nettleser

Nettleserne Microsoft Edge , Mozilla Firefox , Google Chrome og Opera støtter AV1.

Annen programvare

Bildefilformat AV1 (AVIF)

AV1 Image File Format (AVIF) er en bildefilformatspesifikasjon for lagring av AV1-komprimerte bilder eller bildesekvenser i HEIF-beholderformatet. [28] Den konkurrerer med HEIC , som bruker samme containerformat basert på ISOBMFF, men som bruker HEVC for komprimering .

Maskinvareimplementeringer

Hovedmaskinvare

Hovedmaskinvare som inkluderer innfødt behandling av standarden inkluderer:

8K oppløsning

Nvidia GeForce RTX 40

8k maskinvareakselerasjonsstøtteliste (minimumsspesifikasjon) AV1-kodek (AOMedia Video 1, AV01):

Nvidia RTX3050, RTX 3060, RTX 3070, RTX 3080, RTX 3090 Intel Intel UHD 730, 750, 770 (intel Xe-LP Graphics Series) Intels DG1 diskrete GPU AMD RX 6600 RX, RX 0X 9

8K TV- brikkesett som støtter AV1-kodek:

• Realteks RTD2893 • MediaTek S900 Samsung (MediaTeks egendefinerte Wi-Fi 6-brikkesett) Ny 2020 QLED 8K TV LG (MediaTeks egendefinerte Alpha 9 Gen 3 AI-prosessor) 2019 OLED 8K TV (88Z9, 75SM9020) Ny 2019 SM9020. [33]

Generelt

Microsoft kunngjør støtte for maskinvareakselerasjon i Windows 10 i oktober 2020 , ved bruk av Intel Tiger Lake-brikker, Nvidia 30-serien og AMD Radeon RX 6000. AV1-kodeken støttes av Android Q og er akseptert på de fleste stasjonære nettlesere

Apple er et styremedlem i alliansen selv om det ble med noen år etter at det ble dannet. Administrasjonen av AV1-strømmer ble offisielt inkludert i 2022 blant de typologiske videoene som kan administreres av Coremedia. [34]

I 2021 har mange Smart TV-er dekoding, takket være nye ARM-prosessorer, f.eks. MediaTek. Finnes for det meste i QLED Quantum Dot -modeller , og noen Samsung TV-er støtter dekoding fra 2020-serien. Fra april 2021 er det en insentivplikt til å integrere AV1 Android TV-produsenter.

Selv om den offisielt vil bli presentert 15. november 2022, vil Qualcomm Snapdragon 8 II ° gen-prosessoren ifølge noen forhåndsvisninger støtte den nye CODEC [35]

Utvikling

Den 28. november 2017 gjorde Bitmovin tilgjengelig, sammen med Mozilla Foundation, [36] en demo ( EN ) Bitmovin Player versjon 8.93.0 , på bitmovin.com . bare tilgjengelig på Nightly Mozilla Firefox -versjonen , inkludert en AV1-spiller i JavaScript, med noen videoklipp av Sintel under åpen kildekode-lisens, gjengitt med Blender og kodet med lav bitrate opp til 1080p -oppløsning , brukt av Xiph for komparativ analyse også av AV1 .

AVM

På AOMedia Symposium, et møte som finner sted mellom de ulike universitetene, deltok 10 av dem og 24 AOMedia-organisasjoner (bedrifter) i 2022; det er den andre manifestasjonen; arrangeres fra 7. til 8. juni. [37] Ulike Meta -ingeniører jobber med en standard Neste (generasjons) AOM i de forskjellige AOMedia-arbeidsgruppene, i et AOMedia GitLab-depot kalt AVM: AOM Video Model [38] - repo basert på Libaom, referansekoder for AV1-formatet. [39] Den består av noen forskningskandidatverktøy eller verktøy. [40]

Format

AV1 er den første nye generasjonen kodeken som inkluderer skjermkodingsverktøy i hovedprofilen: derfor må alle som implementerer en AV1 HW-dekoding integrere dem. Den ble utviklet fra en VP9 plus, rebasert fra noen av grunnlagene til VP10. [41] For å legge til CDEF-filteret utfører AV1-koderne omtrent 5 875 [42] tillegg per piksel.

Videokodeker fungerer vanligvis med den diskrete transformasjonen av cosinus: bringer alt inn i frekvensdomenet og på dette utfører de forskjellige operasjoner: fra forskjellen mellom de forskjellige ipb-rammer, gjenbruk av informasjon gjennom bevegelsesvektorer, kvantisering med en spesiell matrise, psykovisuell , informasjonsinnhenting gjennom forvrengningskompensasjon, matematisk komprimering, alt for hver enkelt blokk med variabel størrelse fra 64x64 til 4x4. (Bruker HDblog).

Merknader

  1. ^ AV1 Bitstream & Decoding Process Specification ( PDF ) , på aomediacodec.github.io , The Alliance for Open Media. Hentet 31. mars 2019 ( arkivert 2. mai 2019) .
  2. ^ Googles royaltyfrie svar på HEVC : En titt på AV1 og fremtiden til videokodeker , på xda-developers.com .
  3. ^ AOM AV1 vs. _ HEVC , på elecard.com .
  4. ^ Alliance for Open Media etablert for å levere neste generasjons åpne medieformater , på aomedia.org , Alliance for Open Media, 1. september 2015. Hentet 5. september 2015 (arkivert fra originalen 3. september 2015) .
  5. ^ Stephen Shankland , tekniske giganter slår seg sammen for å fremskynde nettvideo av høy kvalitet , cnet.com , CNET , 1. september 2015. Hentet 1. september 2015 .
  6. ^ En oversikt over kjernekodingsverktøy i AV1 Video Codec , på researchgate.net .
  7. ^ AV1 : En statusoppdatering , på streamingmedia.com .
  8. ^ ( NO ) STSWE17: Jai Krishnan fra Google og AOMedia gir oss en oppdatering om AV1 , på youtube.com .
  9. ^ David Bryant , Mozilla feirer utgivelsen av gratis, høykvalitets videokomprimeringsteknologi AV1 i Firefox 65 , på Medium , 29. januar 2019. Hentet 31. januar 2019 .
  10. ^ Firefox utfordrer Apple med 4K- vennlig videoteknologi , på cnet.com .
  11. ^ Video / AV1 , på IANA . Hentet 9. oktober 2021 .
  12. ^ AV1 multimediekodek under utredning for antitrustlisens , på gazzettamolisana.com .
  13. ^ Aomedia av1 viser demoer , på aomedia.org .
  14. ^ dday.it, storteknologi, nettverksutvikling , på dday.it.
  15. ^ a b Hva er AV1-kodek og hvorfor du bør bry deg om det , IT-informasjon, 29. oktober 2021.
  16. ^ a b dav1d 1.0.0 vandrefalk , på code.videolan.org .
  17. ^ Libgav1 - en AV1-dekoder , på chromium.googlesource.com .
  18. ^ Dav1d 0.7.0 : mobilfokus »[arkiv] på bloggen til JB Kempf, en av forfatterne av VideoLAN, 21. mai 2020 , på archive.wikiwix.com .
  19. ^ 1.2.1 Alliance for Open Media / SVT - AV1 GitLab , på gitlab.com .
  20. ^ YouTube sa klokken 24:44 , Intel Technology , på youtube.com .
  21. ^ Vimeo Streams med støtte for AV1 , på lettlesing .
  22. ^ Jan Ozer, NAB 2019 : Twitch Talks VP9 og AV1 Roadmap , på youtube.com .
  23. ^ Twitter aomedia , IBC-panelet , på twitter.com .
  24. ^ MEDIASAMPLE_AV1_ * strenger , på stadiaverse.it .
  25. ^ AV1 slår x264 og libvpx - vp9 i praktisk bruk , på engineering.fb.com .
  26. ^ Handbrake av1 løsning kort endelig versjon ( PDF ) , på intel.com .
  27. ^ Støtte AV1 - dekodingsproblemer github , på github.com .
  28. ^ Alliance for Open Media, AV1 Image File Format (AVIF) , på aomediacodec.github.io , 15. april 2022. Hentet 25. november 2018 .
  29. ^ The Ultimate GeForce GPU Comparison , på NVIDIA . Hentet 20. september 2022 .
  30. ^ NVIDIA tilbyr et kvantesprang i ytelse, bruker den nye æraen av nevral gjengivelse med GeForce RTX 40-serien , på nvidianews.nvidia.com .
  31. ^ Kreativitet med lynhastighet: GeForce RTX 40-seriens grafikkort leverer opptil 2 ganger ytelsen i 3D-gjengivelse, AI og videoeksport for spillere og skapere , på nvidia.com .
  32. ^ Nvidia Video Codec SDK , på developer.nvidia.com , 23. august 2013.
  33. ^ K-pop, idol studiokanal med spesifikasjoner , på youtube.com .
  34. ^ Apple Coremedia kcmvideocodectype_av1 / Global Variable , på developer.apple.com .
  35. ^ Qualcomm Snapdragon 8 gen 2 Bedre energieffektivitet ny støyende CPU-konfigurasjon og alt du bør vite , i Tecit.net , 20. februar 2022.
  36. ^ Av1 video dash avspilling , på hacks.mozilla.org .
  37. ^ AOM Decoder Q2 2022 , på aomedia.org .
  38. ^ AVM AOMedia GitLab , på gitlab.com .
  39. ^ AOMedia Source git clone , på aomedia.googlesource.com .
  40. ^ Kodeverktøyforskning for neste generasjons AOM- kodingsstandard , på youtube.com .
  41. ^ Inside the Videoverse - Mark Donnigan - podcast. , på open.spotify.com .
  42. ^ AV1 : neste generasjons video - The Constrained Directional Enhancement Filter , på hacks.mozilla.org .

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Eksterne lenker