Video Quality Evaluation Methodology and Result of AV2 Compression Performance
本文概述了 AV2 通用测试条件中定义的评估方法，并证明 AV2（v13.0）标准在随机访问配置下相比 AV1 实现了显著的压缩效率提升，其 PSNR-YUV 的 BD-rate 降低了 29.81%，VMAF 的 BD-rate 降低了 33.79%。
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想象你拥有一个庞大的电影、游戏和视频图书馆。目前，这些文件就像沉重笨重的行李箱。它们在你的硬盘上占用大量空间，并且在互联网上传输时速度缓慢。开放媒体联盟（Alliance for Open Media，简称 AOMedia）是由科技巨头（如谷歌、苹果、亚马逊和 Meta）组成的团体，他们正携手合作，构建一种全新的、超高效的行李箱打包方式。他们将这种新的打包方法称为 AV2。
本文本质上是关于他们如何测试这种新打包方法的“规则手册”和“成绩单”，以确保它确实比旧方法（称为 AV1）表现更好。
以下是他们所做工作和发现内容的分解，采用简单的类比说明：
1. 目标：更小的行李箱，相同的画质
AV2 的主要任务是在不降低画面质量的前提下，显著缩小视频文件。这就像折叠一件衬衫。旧方法（AV1）将其整齐折叠，但新方法（AV2）采用了一种特殊的“折纸”技术，使衬衫在行李箱中占据的空间减半，而展开后依然完美无瑕。
2. 测试场地："AV2 通用测试条件”（CTC）
为了证明 AV2 更优越，你不能只在一部电影或一款游戏上进行测试。你需要一个公平、标准化的测试。作者们制定了一套严格的规则手册，称为 CTC。
- 测试对象：他们不仅使用了好莱坞电影，还测试了：
- 自然场景：真实世界的视频（例如飞鸟）。
- 合成内容：计算机生成的内容（例如视频游戏和卡通片）。
- 用户生成内容（UGC）：人们在 TikTok 或 YouTube 上发布的视频，这些视频通常已经显得有些“粗糙”或像素化。
- 特殊格式：高动态范围（HDR，例如色彩深邃的日落）和宽屏格式。
- 规则：他们确保所有人使用相同的“测量尺”。他们在不同的速度下测试视频（例如实时视频通话与稍后观看电影），并在不同的分辨率下测试（从小型手机屏幕到巨大的 8K 电视）。
3. 新技巧：“凸包”与“自适应流媒体”
本次测试中最酷的新内容之一是他们如何处理自适应流媒体。
- 类比：想象你正在给朋友发送视频。如果他们的网速快，你就发送一个巨大、高质量的行李箱；如果他们的网速慢，你就发送一个微小、低质量的行李箱。
- 旧方法：你可能只是猜测应该发送哪种尺寸。
- AV2 方法（凸包）：测试会创建一张“完美地图”（称为凸包）。它会在所有可能的尺寸下测试视频（从 4K 到微小的 360p），并画出一条线，连接每个可能文件大小下的最佳画质。这确保了无论网速快慢，视频都能以最高效的方式打包。
4. 结果：成绩单
在运行了数千次测试后，他们将 AV2 与旧标准（AV1）进行了比较。结果使用名为BD-rate的指标进行衡量，该指标基本上是在问：“在保持相同质量的同时，我们可以将文件缩小多少？”
以下是数据所表明的内容：
- 重大胜利：平均而言，与 AV1 相比，AV2 将文件大小缩小了约30% 至 34%。
- 解读：如果一部电影以前流媒体传输需要 100 MB，现在仅需约 66 MB，且看起来完全一样。
- “屏幕内容”冠军：对于视频游戏、屏幕共享和卡通片等内容，节省幅度甚至更大，高达40%。这对于流媒体游戏玩家或远程办公人员来说意义重大。
- “慢速模式”（实时）：即使视频必须即时发送（例如 Zoom 通话）而无需等待缓冲，AV2 仍能节省约**26%**的空间。
5. 代价：打包需要更多算力
这里存在一个权衡。由于 AV2 将视频折叠得如此紧密，因此进行折叠（编码）需要更多的计算机算力。
- 类比：使用旧方法打包行李箱需要 1 分钟。而使用新的 AV2 方法打包则需要约 3 到 4 分钟。
- 好消息：论文指出，虽然制作文件的时间更长，但在你的手机或电视上展开（解码）文件的速度仅比以前慢 2 到 4 倍。作者们目前正在努力加快“打包”过程，以免过度拖慢服务器。
总结
本文是AV2是一项重大升级的官方证明。它采用严格、公平的测试方法，表明我们现在可以使用显著更少的数据（约少 30%）来流媒体传输高质量视频。这意味着对你而言加载速度更快，对公司而言存储成本更低，并且能够流媒体传输 8K 和虚拟现实内容而不会使互联网不堪重负。这是一种打包我们数字世界的全新、超高效方式。
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