如果你有时间，AV1在质量上胜过VP9和HEVC

根据莫斯科国立大学(MSU), AV1是最高质量的编解码器, 仅从质量方面考虑，超过HEVC和vp9, 而不是编码速度,. 更有趣的是，在正常工作模式下，VP9产生的质量高于HEVC. 这只是最近完成的MSU 2017编解码器比较报告中几个令人信服的发现中的两个. 你将在下面读到, 密歇根州立大学还推出了一项新的服务，可以对在线视频和静态图像进行主观比较, 并对在使用客观测试来测量编解码器质量时调优SSIM这一工作主题进行了一些有趣的观察.

作为背景，MSU自2006年以来已经制作了编解码器质量比较，并发布了第一个 HEVC比较 in 2015. 和往年一样, MSU发布了不同版本的报告, 每个测试不同的编码器使用不同的文件和不同的测试方法. 今年, 密歇根州立大学将这份报告分为五个部分, 除了专业版需要950美元，其他都是免费的. 图1 显示可供下载的所有报告在这里.

图1. MSU报告的版本

AV1统治，但缓慢

我们从第5部分的开头段落中获取了编解码器的比较，总结图表如图所示图2. 这里你可以看到AV1在55%的数据速率下产生与x264相同的质量, x265在三次和两次安慰剂模式下分别以67%和69%的数据率运行. 没有制作人在x265中使用安慰剂模式，尽管与AV1相比它在这里肯定是公平的.

具体地说, 在这里's what the report states regarding encoding speed; "AV1 encoder has extremely low speed—2500-3000 times lower than competitors. X265安慰剂预设(2次和3次)的速度比竞争对手低10-15倍.“虽然MSU观察到AV1编码器尚未优化, 这些差异表明AV1有一个相当陡峭的山要攀登成为可用的. 随着它的发布迫在眉睫，我们很快就会看到.

图2. AV1产生了最高质量的输出，但你将等待很长，很长时间.

MSU使用——good选项编码VP9, 或者是第二慢的设定, 大多数生产商实际使用的是哪种运输方式. 在这里, VP9被证明比使用Veryslow预设的x265双通道模式稍好, 这仍然是缓慢的，但在商业上是合理的. 为视角, MSU在制定编码参数时总是咨询编解码器供应商, 并且将使用供应商提供的参数，如果他们愿意这样做的话. 所以在你的脑海里滚动一下:在一个独立的第三方使用供应商提供的设置进行的广泛的(31个高清视频)正面比较中, VP9的质量高于HEVC.

唯一值得注意的是，MSU使用YUV-SSIM质量指标得出了这些与质量相关的结论, 而不是下面讨论的主观测试. 你会在阅读最后一节时看到, 很难对这些结果有很大的信心, 至少在数据速率频谱的低端.

主观结果通过主体化.us

显著, 这是密歇根州立大学发布的第一份包含主观结果的报告, 密歇根州立大学通过其新推出的服务获得了什么, Subjectify.us. 如图所示图3, Subjectify是一项服务，允许客户上传不同的静态图像或视频处理方案，供该服务招募的用户进行主观比较. 用户可以为每次比较付费，并经常检查以确保他们确实在研究样本.

例如, 10个样本的每次测试运行可能包括原始视频和高度压缩样本的两次比较, 原版视频每次都能赢的地方. 如果用户在这些测试中选择错误, 假定他们的结果是无效的, 因此，他们被排除在样本之外，他们的服务也被终止.

图3. 密歇根州立大学的新服务，主体化.我们可以彻底改变主观比较.

对于报告中包含的主观比较, MSU收集了11个,来自325名不同参与者的530项比较，并将他们的回答转换为主观得分. MSU团队使用这些分数来计算最终的平均比特率节省分数(类似于他们的客观报告中使用的方法)。. 图4 显示了主观评分如何影响测试的HEVC编解码器的总体分数(包括速度).

图4. 测试的HEVC编解码器的总体得分(质量和速度)

主观测试既耗时又昂贵，但确实是黄金标准. 在这方面, 对于寻求选择最佳编解码器或最佳编码参数的研究人员和生产者来说，主体化可能是一个很好的选择.

Getting Wonky with -Tune SSIM

最后一个重要的发现与一个叫做——tune SSIM的编码设置有关. 顺便说一下背景, x264和x265的开发人员长期以来一直认为，编解码器使用的某些编码技术可以提高人眼看到的主观质量，但在用SSIM和PSNR等客观指标衡量时，会导致较低的分数. 如果你是为了客观比较而编码, 这些开发人员建议您使用“调优”选项来禁用这些调整.

以下是来自x265的建议文档页面psnr和ssim tune选项禁用所有牺牲感知视觉质量度量分数的优化(也称为心理视觉优化)。. 默认情况下，x265总是为最高的感知视觉质量进行调整，但如果有人打算使用PSNR或SSIM进行基准测试, 我们强烈建议您将x265配置为针对特定指标进行调优. "

相应的, 如果您为SSIM调优, 你会期望更低的主观分数, 因为它禁用了旨在提高感知视觉质量的优化. 然而, 通过Subjectify, MSU found just the reverse; the tuned output of the x265 and x264 codecs displayed much higher quality than the untuned versions that included these psycho-visual adjustments (图5).

图5. 对SSIM进行调优实际上提高了MSU测试中的主观质量.

MSU试图通过将其归因于被测试的整体低比特率来调和这些结果, 1080p视频从1Mbps到4Mbps. MSU联系了x264的开发人员回应:

如果您想检查x264的心理视觉优化，特别是psyd, 1-4 Mbps对于全高清视频编码来说是一个非常低的比特率. 在低比特率下，它倾向于产生振铃/阻塞伪影，这降低了主观质量. So, Psy-rd应该只用于高比特率编码, 它能提高清晰度，而且不会出现振铃现象.
另外——tune ssim更改——aq-mode从1变为2. 由于其自动强度组件，——aq-mode 2需要对源进行较少的调整, 而——aq-mode 1可能需要对源进行——aq-strength调整. 当正确调整时，它可以产生比-aq-mode 2更高的质量, 但这可能需要对每个源进行调整.

问题是4Mbps对于1080p视频来说并不是那么低, 让那些试图比较编解码器的人没有明确的方向. 例如，第5部分中包含的MSU测试的范围从低于2Mbps到超过18Mbps. 研究人员应该以什么数据速率开始应用SSIM调优? 什么时候，如果有的话，它会停止帮助? 除了这些问题, 来自x264开发人员的第二条评论指出，调优时可能需要对每个源进行调整以获得最佳结果, 在比较过程中添加另一个具有挑战性的变量，而客观度量的目的是简化比较过程.

基本上, MSU的结果对使用SSIM或PSNR分数沿着广泛的数据速率范围比较编解码器的有效性提出了质疑，这些数据速率通常用于创建速率失真曲线. 可能是其他更高级的指标, 比如Netflix的VMAF, 避免这些问题, 或者说，主观比较是避免调优vs. non-tuning问题. 在这方面，我们希望回顾一下主体化.在接下来的几个月里.