当AV1视频编解码器来到Webex

LiveVideoStack 2020年12月18日

作者 / Thomas Davies and Sijia Chen

原文链接 / https://blog.webex.com/engineering/the-av1-video-codec-comes-to-webex/


继去年年初我们在Big Apple大会上进行了成功的演示之后,明年年初开,Webex将在桌面机器上共享高动态内容时启用AV1。这意味着,当你在会议中分享最具挑战性的内容时,例如体育视频、商业广告或任何类型的高动态图像,新的AV1编解码器将帮助你共享尽可能高的质量。


什么是AV1?


AV1是下一代视频编解码器,它能够大大提高视频质量。它由开放媒体联盟(Alliance for Open Media)设计的,是一种免版税的技术,避免了专利战,这场战争阻碍了近10年来其他先进视频编解码器的部署。


Cisco很荣幸成为AOM的创始成员。你可以在这些博客中找到有关AOM和AV1的发展方式以及Cisco如何推动AV1发展的更多信息。


在Webex中使用AV1需要什么?


当选择“优化运动和视频”共享屏幕或应用程序时,并且当您所在的机器至少有四个核时,支持传输AV1。接收AV1支持任何至少有两个核的机器。只要会议中的所有参与者都支持,AV1将自动用于共享这种类型的屏幕内容,否则,它将自动恢复为H.264。


我们如何推出AV1?


采用全新的视频编解码器会对我们的协作产品组合的每个部分产生影响,因此我们将一步一步地进行改变。


在未来的版本中,我们将系统地扩展部署AV1的位置。紧接着的下一步是支持AV1用于其他桌面共享模式–要么针对文本和图像进行优化,要么自动优化。AV1在这些模式下也同样适用,但是我们要谨慎地逐步更改内容,以确保每个步骤的用户体验都是完美的。


Webex采用了一种基本的交换架构,在这种架构中,来自会议中每个参与者的视频都以不同的质量在他们的机器上编码,然后通过服务器发送给其他会议参与者。最初,如果其中一些参与者不能支持AV1,那么我们将自动退回使用H.264。随着会议的进行,我们还将通过临时转码来消除那些参与者在AV1和H.264之间的限制。例如,这也将允许在不恢复到H.264的情况下录制AV1会议。


移动设备也将迅速获得硬件AV1支持,然后AV1也可以扩展到移动设备。尽管我们的解决方案是基于软件的,并且在ARM以及x86处理器上的运行速度都非常快,但在移动设备上使用硬件编解码器始终是最好的,这样可以保证最佳的电池寿命。


随着我们不断的优化,我们还将寻求减少对AV1核心数量的限制。值得注意的是,我们的AV1解决方案使用的CPU比H.264稍多。但是,市面上有各种各样的机器,我们再次强调,我们正在逐步行动,以保障用户体验。


Cisco的AV1解决方案


为此,我们的解决方案是提供一个超级优化的软件编码器。在设计它时,我们有两个目标:提供比H.264显着的优势,并以尽可能少的额外计算成本来实现这一目标。


这是一个相当高的要求。在流媒体这样的非实时应用中,为了获得新标准的好处,将编码复杂度增加2倍、4倍甚至10倍是可以接受的。但在实时通信中的情况并非如此:客户使用的机器虽然会随着时间的推移而变得越来越强大,但它们需要执行的功能也越来越多。


Cisco AV1编码器是非常灵活的,其设计目的是在与H.264类似的CPU占用空间内运行,并且在质量更为宝贵的情况下以较低的比特率提供更大的质量改进。


在连接我们的会议之后,我们的服务器体系结构必须协调多个编解码器、分辨率和比特率以适应所有参与者,并灵活地响应不断变化的网络状况。


我们的软件还利用了VideoLAN极快的dav1d开源AV1解码器,这是一项了不起的成就,它对加速AV1的部署产生了巨大的影响。


未来:媒体的质量和Cisco


今年,协同技术的使用量大幅增加,人们对它的依赖前所未有。媒体质量对于改善用户体验,加深我们在虚拟生活中所能建立的联系至关重要,无论是在疫情前还是疫情后。AV1是开发更高质量的实时会议体验的多管齐下战略的一部分——简而言之,就是让会议质量提高10倍。我们的目标是让AV1成为新的标准,同时也让它编码的媒体变得更加丰富、更详细、更有活力。


作者介绍


Thomas Davies是协作技术组的首席工程师。他曾在卫星网络、射频通信和广播领域工作,但他职业生涯的大部分时间都在视频和编解码器方面。他在Cisco工作超过8年,致力于创造下一代的协作体验。


Sijia Chen是协作技术组的技术领导者。她的工作是和视频相关功能的研究,包括视频编解码算法设计和实现,以及视频质量评估和度量。她曾在Cisco的Webex媒体引擎公司工作超过12年,该公司为Webex的多条生产线提供服务。


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