AV1

AV1은 AOMedia Video 1의 약자로, 구글, 페이스북, 아마존, 시스코, 인텔, 마이크로소프트, 모질라, 넷플릭스 등 주요 IT 기업이 참여한 오픈 미디어 연합(AOMedia)이 개발한 비디오 압축 포맷이다. VP9, Daala, Thor 프로젝트를 계승하여 만들어졌으며, 오픈 포맷으로 파일 포맷이 공개되어 있다. AV1 비트스트림 사양에는 참조 비디오 코덱이 포함되어 있다.

AV1 개발의 주요 동기는 HEVC(High Efficiency Video Coding)의 특허 라이선스와 관련된 높은 비용과 불확실성 때문이었다. AOMedia는 2015년에 설립되었으며, 2018년 3월 28일에 AV1을 공식 발표하고 같은 해 6월 25일에 1.0.0 버전 스펙을 공개했다. 이후 2019년 1월 8일에 1.0.0 Errata 1이 발표되었다. AV1은 지속적으로 업데이트되며, 2023년 Chrome 113에는 libaom v3.6.0이 포함되어 실시간 통신 성능이 크게 개선되었다.

AV1은 현대적인 비디오 압축 기술을 대거 채택하고 있다. 주요 특징은 다음과 같다.

• 블록 크기 다양화: 4x4부터 128x128까지 다양한 블록 크기를 지원하여 세밀한 움직임 예측과 효율적인 압축이 가능하다.
• 컨텍스트 기반 코딩: 비트스트림 내에서 다양한 심볼을 전송하기 위해 컨텍스트 구조를 활용한다.
• 고다이내믹 레인지(HDR) 지원: ITU-R BT.2100 표준을 지원하여 고화질 영상 구현이 가능하다.
• 참조 프레임 관리: 여러 개의 참조 프레임을 사용하여 예측 정확도를 높인다.
• 루프 필터: 인코딩 아티팩트를 줄이기 위한 다양한 루프 필터 기술이 포함되어 있다.

AV1은 기존 코덱 대비 높은 압축 효율을 제공한다. 2018년 페이스북이 실제 조건에 근접한 테스트를 수행한 결과, AV1 참조 인코더는 libvpx-vp9, x264 High profile 및 x264 Main profile보다 각각 34%, 46.2% 및 50.3% 더 높은 데이터 압축을 달성했다. 일반적으로 VP9 및 H.265(HEVC) 대비 30% 이상의 효율 향상이 보고된다. 이러한 효율성은 동일한 화질에서 더 낮은 비트레이트를 가능하게 하여 대역폭 절감에 기여한다.

AV1은 로열티 프리 라이선스 모델을 채택하고 있다. AOMedia Patent License 1.0과 BSD 3-Clause Clear License 등이 적용되며, 누구나 특허 사용료 없이 코덱을 사용할 수 있다. 이는 H.264(AVC) 및 H.265(HEVC)와 달리 오픈 소스 프로젝트의 채택을 방해하지 않는 장점을 제공한다. 다만, 특허 관련 분쟁 가능성은 여전히 존재하며, AOMedia는 특허 방어를 위한 약정을 제공하고 있다.

AV1은 소프트웨어와 하드웨어 양면에서 도입이 진행되고 있다.

• 웹 브라우저: 모질라 파이어폭스 66.0, 구글 크롬, 마이크로소프트 엣지, 애플 사파리 등 주요 브라우저에서 AV1 디코딩을 지원한다.
• 운영체제: 안드로이드, 윈도우, macOS, 리눅스 등에서 공식 지원한다.
• 스트리밍 서비스: 유튜브, 넷플릭스 등 주요 플랫폼에서 AV1을 사용하여 동영상을 제공한다.
• 인코딩 소프트웨어: FFmpeg, HandBrake, OBS(Open Broadcaster Software) 등에서 AV1 인코딩을 지원한다.
• 하드웨어: 인텔, 엔비디아, AMD, 애플, 삼성, 퀄컴, 미디어텍, 리얼텍, 브로드컴 등 칩셋 제조사에서 AV1 하드웨어 인코더/디코더를 탑재한 제품을 출시하고 있다.

AV1 기술을 기반으로 한 정지 이미지 파일 포맷인 AVIF(AV1 Image File Format)가 개발되었다. AVIF는 AV1의 압축 알고리즘을 사용하여 JPEG, PNG 등 기존 이미지 포맷을 대체하는 용도로 사용된다. 높은 압축 효율과 HDR 지원, 투명도 지원 등의 장점을 가진다.