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      AVIF是最年轻但最高效的高级图像压缩编解码器。相同的图像质量AVIF文件大小比JPEG小10倍。 AVIF不仅支持标准动态范围(SDR)图像,还支持高动态范围(HDR)和宽色域(WCG)。它可以存储单个图像和图像序列。

      AVIF 是最年轻但最高效的高级图像压缩编解码器。相同的图像质量 AVIF 文件大小比 JPEG 小 10 倍。 AVIF 不仅支持标准动态范围(SDR)图像,还支持高动态范围(HDR)和宽色域(WCG)。它可以存储单个图像和图像序列。 AVIF 是符合 HEIF 标准的格式。 Netflix 在 2018 年发布了第一张 AVIF 格式的图像,但仍只有少数软件支持它。

      AVIF是什么

      AVIF 技术特点

      尽管现代视频编解码器主要是为了视频而开发的,但是视频编解码器中的帧内编码工具与图像压缩工具并没有什么太大的不同。鉴于现代视频编解码器的巨大压缩收益,它们作为图像编码格式还是很有吸引力的。重用现有硬件进行视频压缩 / 解压有潜在的好处。考虑到依赖于操作系统的用户界面组成的特殊性,以及移动未压缩图像像素的架构含义,硬件中的图像解码可能并不是一个主要的动力。

      在图像编码格式方面,动态图像专家组(Moving Picture Experts Group,MPEG)已将与编解码器无关的通用图像容器格式进行了标准化:ISO/IEC 23000-12 标准(又称 HEIF)。最值得一提的是,HEIF 已经用于存储 HEVC 编码的图像(在其 HEIC 变体中),但也能够存储 AVC 编码的图像,甚至 JPEG 编码的图像。开发媒体联盟(Alliance for Open Media,AOM)最近对这种格式进行了扩展,以指定 AVIF 格式的 AV1 编码图像的存储。基本的 HEIF 格式提供了图像格式应有的典型特性,例如:支持任何图像编解码器,能够使用有损或无损模式进行压缩,支持不同的子采样和位深度等。此外,该格式还允许存储一系列动画帧(为动画 GIF 提供了一种期待已久的高效替代方案),并能够制定 alpha 通道(这在用户界面中非常有用)。由于 HEIF 格式借鉴了下一代视频压缩的技术,因此该格式允许保留元数据,如色彩色域和高动态范围(high dynamic range,HDR)等信息。

      图像压缩比较框架

      我们开源了基于 Docker 的框架,用于比较各种图像编解码器。主要特点包括:

      使用 Python 3 编码编排(使用并行化)和见解生成。易于重现的结果。易于控制的目标质量范围。

      由于该框架允许用户为目标编解码器指定目标质量(使用某种指标),并将这些结果存储在本地数据库中,人们可以很容易地利用 Bjontegaard-Delta(BD)码率来比较不同的编解码器,因为目标点可以限制在一个有用或有意义的质量范围内,而不是盲目扫过编码器参数范围(如质量因素)与固定的参数值并落在任意质量点上。

      在浏览器中使用 AVIF

      使用 AVIF (AV1 Still Image File Format) polyfill 可以在浏览器中正常显示 avif 格式的图片。

      因此,Netflix 对高清晰同时体积较小的图片诉求很高,需要一种替代 JPEG 的方法,这种新的方法需要支持以下特性:

      a)得到广泛支持,b)具有更好的压缩效率,c)具有更广泛的功能集。

      然后 Netflix 觉得 AV1 图像文件格式(AVIF)很有潜力,于是决定公布和开源。

      已有的图片格式为什么不行

      除了 JPG,还有其他几种为人熟知的图片编码格式,如 JPEG2000、WebP 与 HEVC。

      但均有不足,例如:

      基于离散小波变换(DWT)的 JPEG 2000 格式是 2000 年 JPEG 的继承者。它带来了空间可伸缩性、感兴趣区域编码、支持比特深度范围、颜色平面数目灵活、无损编码等一系列附加特性,随着运动的扩展,2004 年被公认为数字电影的视频编码标准。但并没有得到很好的市场推广(对比 Google 大力推崇的 WebP、苹果 IOS 系统支持的 HEVC)。JPEG2000 在数字影院、指纹鉴别等小范围内流行,但明显缺乏更加强大、大众化、商业化的软件生态支持,故而并没有实现真正的落地普及。WebP 源于 VP8,是 Google 2010 年开源出来的图像编解码算法,可以说是“含着金汤匙出生”,YouTube、Gmail、Google Play 均应用 WebP 图片格式。2018 年之后,浏览器 Edge、Firefox 也宣布支持 WebP 格式。但就目前来说,WebP 仍只被看作 PNG 更高效快捷的替代方案,而且 Google 的一些非开源的技术总是能神奇地阻碍图片的分享。HEVC 是 AVC(H.264)的后继产品,性能优秀,你可以在 Apple 设备上将 HEIF(HEIF 是存储 HEVC 编码的静态图像的容器)玩出各种花样。可惜的是,这支大佬的“独苗”存在专利费用。

      AVIF 的优势

      我觉得 AVIF 图片格式有下面几个优点:

      一统天下;压缩溜溜溜;开源 JS 可解析;

      AVIF 由开源组织 AOMedia 开发,Netflix、Google 与 Apple 均是该组织的成员。看到没,几个大佬都在,因此是一统天下的图片格式。

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