SVT-AV1是開源的AV1編解碼器實(shí)現(xiàn)，托管在GitHub上[1]。如我們先前的文章所述[2]，英特爾和Netflix自2018年8月以來一直在就SVT-AV1編解碼器框架進(jìn)行合作。團(tuán)隊(duì)一直密切合作進(jìn)行SVT-AV1的開發(fā)、交流架構(gòu)決策；實(shí)施新工具并改善壓縮效率。自從項(xiàng)目開源后更多技術(shù)合作伙伴和開源社區(qū)為SVT-AV1做出非常多的貢獻(xiàn)。此篇技術(shù)博客中，我們將繼續(xù)報(bào)告SVT-AV1項(xiàng)目的當(dāng)前狀態(tài)以及編解碼器的特性與性能。

文/ Andrey Norkin, Joel Sole, Mariana Afonso,Kyle Swanson, Agata Opalach, Anush Moorthy, Anne Aaron

譯 / 蔣默邱澤

原文

https://netflixtechblog.com/svt-av1-an-open-source-av1-encoder-and-decoder-ad295d9b5ca2

SVT-AV1代碼庫狀態(tài)

SVT-AV1代碼庫包括一個(gè)AV1編碼和解碼器，它們共享大量的代碼。SVT-AV1解碼器功能齊全，并符合所有三個(gè)配置文件（Main，High& Professional）的AV1規(guī)范。

SVT-AV1編碼器支持所有對壓縮效率有助力的AV1工具。與最新的libaom主版本（AV1參考軟件）相比，SVT-AV1在壓縮效率方面相近，同時(shí)在多核平臺(tái)上使用其特有的并行化處理功能時(shí)編碼延遲顯著降低。

SVT-AV1中的代碼超過90%是用C語言寫的，可跨平臺(tái)進(jìn)行編譯。除了允許進(jìn)行更靈活實(shí)驗(yàn)的純C函數(shù)實(shí)現(xiàn)之外，編解碼器大量采用了匯編以及針對x86平臺(tái)的intrinsic優(yōu)化。了解SVT-AV1的主要功能特性，請關(guān)注下一部分。這些功能使得SVT-AV1可以在高壓縮效率競爭力的條件下具有更高的性能。SVT-AV1還包括大量有關(guān)編碼器設(shè)計(jì)的文檔[3]，旨在促進(jìn)新開發(fā)人員快速上手。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

英特爾SVT-AV1開發(fā)的目標(biāo)之一是創(chuàng)建一種具有高性能和可擴(kuò)展性的AV1編解碼器。

SVT-AV1在編碼過程的多個(gè)階段實(shí)現(xiàn)并行化，這使得它能夠適應(yīng)可用內(nèi)核的數(shù)量，包括具有大量內(nèi)核線程數(shù)量的最新服務(wù)器。這使得SVT-AV1可以在有效縮短編碼時(shí)間的同時(shí)仍保持現(xiàn)有壓縮率。

SVT-AV1編碼器使用多維度(基于線程，幀/塊和基于片段)并行、多階段劃分決策、基于塊的多階段和多類別決策以及RD優(yōu)化分類，以在壓縮和性能之間實(shí)現(xiàn)有吸引力的折衷。SVT體系結(jié)構(gòu)的另一個(gè)特征是開環(huán)分層運(yùn)動(dòng)估計(jì)，這使得運(yùn)動(dòng)估計(jì)的第一階段與編碼其余部分解耦過程成為可能。

壓縮率和性能

編碼性能

SVT-AV1在慢速設(shè)置下達(dá)到與libaom相似的壓縮效率。在編解碼開發(fā)過程中，我們一直在跟蹤https://videocodectracker.dev/站點(diǎn)的壓縮和編碼結(jié)果。下圖顯示了隨著時(shí)間的推移，SVT-AV1與libaom編碼器相比在壓縮效率方面的改進(jìn)。請注意，隨著時(shí)間的推移，libaom壓縮也在不斷迭代，下面的圖表顯示SVT-AV1趕上了移動(dòng)的目標(biāo)。在該圖中，Y軸顯示了根據(jù)三個(gè)度量實(shí)現(xiàn)與libaom編碼器類似的質(zhì)量所需的額外碼率(以%表示)。該圖顯示了兩種編解碼器中2-pass編碼模式的結(jié)果。SVT-AV1使用4線程模式，而libaom運(yùn)行在單線程模式。研究中常用的1-pass固定QP編碼模式的SVT-AV1結(jié)果更具競爭力，如下所述。

在2-pass編碼模式下隨時(shí)間降低的SVT-AV1和libaom之間的BD-rate(8-bit位深)

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下表列出了在Objective-1-FAST[4]測試集上SVT-AV1與libaom的比較結(jié)果。為了估計(jì)編碼時(shí)間，我們使用英特爾?至強(qiáng)?鉑金 8170@2.10 GHz芯片（具有26核52線程核心和96 GB 內(nèi)存）處理并行編碼(這里沒有采用Intel&AMD最新同級芯片處理數(shù)據(jù)可能會(huì)有另一番驚喜)。兩個(gè)編解碼器都使用16個(gè)畫面的雙向分層預(yù)測結(jié)構(gòu)。給出了具有固定幀級QP偏移量的單程模式的結(jié)果。使用單線程壓縮模式。如下我們計(jì)算各種質(zhì)量度量的BD-rate：YUV分量的PSNR、VMAF和MS-SSIM。負(fù)的BD-rate表示SVT-AV1編碼相同的質(zhì)量時(shí)所需的比特率相對較低。如下所示，與libaom相比，SVT-AV1的編碼時(shí)間減少了16.5%，同時(shí)壓縮能力略有提高。請注意！編碼時(shí)間比率可能因平臺(tái)支持的指令集而異。針對libaom主分支(Git Hash Fe72512)，在SVT-AV1CS2分支(當(dāng)前正在并入主分支git hash 3a19f29的開發(fā)分支)上獲得了結(jié)果。用于計(jì)算BD-Rate的QP值為：20、32、43、55、63。

在固定QP偏移的1-pass編碼模式下，SVT-AV1與libaom的BD速率。負(fù)數(shù)表示達(dá)到相同質(zhì)量級別所需的碼率降低。與libaom相比，SVT-AV1的總體編碼時(shí)間差是所有序列和QPS的總CPU時(shí)間的變化

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*整體編碼CPU時(shí)間差以測試的所有序列和QPS的總CPU時(shí)間與錨的CPU總時(shí)間相比的變化來計(jì)算。它不等于每個(gè)序列值的平均值。對于每個(gè)序列，編碼CPU時(shí)間差被計(jì)算為該序列的所有QP的總CPU時(shí)間的變化。

由于Objective-1-FAST測試集中的所有序列都有60幀，因此兩個(gè)編解碼器都使用一個(gè)關(guān)鍵幀。已使用以下命令行參數(shù)比較編解碼器。

libaom參數(shù)：

--passes=1 --lag-in-frames=25 --auto-alt-ref=1 --min-gf-interval=16 - ?-max-gf-interval=16 --gf-min-pyr-height=4 --gf-max-pyr-height=4 --kf- ?min-dist=65 --kf-max-dist=65 --end-usage=q --use-fixed-qp-offsets=1 - ?-deltaq-mode=0 --enable-tpl-model=0 --cpu-used=0

SVT-AV1參數(shù)：

--preset1--scm2--keyint63--lookahead0--lp1

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以上結(jié)果證明了SVT-AV1的優(yōu)良客觀性能。此外SVT-AV1還包括一些主觀質(zhì)量工具的實(shí)現(xiàn)，如果編解碼器配置為主觀質(zhì)量則可以使用這些工具。

解碼性能

在Objective-1-FAST測試集上，SVT-AV1解碼器在單線程模式下比libaom略快，在4線程模式下有較大的改進(jìn)。當(dāng)使用4線程模式解碼具有多塊的碼流時(shí)，我們觀察到比libaom解碼器有更大的速度提升。該測試已在Windows、Linux和MacOS平臺(tái)上執(zhí)行。我們相信對于研究解碼器來說性能是令人滿意的，其中折衷方案更傾向于更容易的實(shí)驗(yàn)，而不是生產(chǎn)解碼器所需的進(jìn)一步優(yōu)化。

測試框架

為了幫助確保編解碼器的一致性，特別是對于新的代碼貢獻(xiàn)，所有代碼已經(jīng)被單元測試和端到端測試全面覆蓋。單元測試構(gòu)建在Google測試框架之上。對于GitHub操作支持的對代碼庫的每個(gè)拉取請求，都會(huì)自動(dòng)觸發(fā)單元測試和端到端測試。這些測試支持分片，并且它們并行運(yùn)行以加快拉取請求的周轉(zhuǎn)時(shí)間。

此拉入請求的單元和e2e測試通過

NEXT 未來

在過去的幾個(gè)月里，SVT-AV1已經(jīng)成為一個(gè)完整成熟的編/解碼器軟件，提供具有競爭力的壓縮效率和性能折衷。該項(xiàng)目得到了廣泛的單元測試覆蓋和文檔的支持。

我們希望SVT-AV1代碼庫有助于進(jìn)一步利用AV1，并鼓勵(lì)在當(dāng)前AV1工具的基礎(chǔ)上進(jìn)行更多的研究和開發(fā)。我們相信SVT-AV1顯示出的優(yōu)勢使其成為一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)和研究平臺(tái)。我們邀請工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的同事查看Github上的項(xiàng)目，聯(lián)系代碼庫維護(hù)人員詢問問題和意見，或者參加SVT-AV1Open Dev會(huì)議[5]。我們歡迎更多的開發(fā)貢獻(xiàn)者參與這個(gè)項(xiàng)目。

參考：

[1]https://github.com/OpenVisualCloud/SVT-AV1/

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/7ZmYrWJH6JrgOSnd0j0w8A

[3]https://github.com/OpenVisualCloud/SVT-AV1/tree/master/Docs

[4]https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-netvc-testing-09#p-5.2.5

[5]https://github.com/OpenVisualCloud/SVT-AV1/issues/1134

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SVT-AV1:开源编解码最新进展的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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