前言
随着硬件的倒退，不论是手机还是业余摄像设施拍出的图片轻易可能就有几 M，甚至几十 M，并且当初咱们处于随处可及的信息陆地里，海量的图片带来了存储问题、带宽问题、加载时延问题等等。对图片信息进行无效的压缩解决无疑会极大的升高存储老本、流量压力，并且还能显著晋升页面加载速度。
图片压缩指在图片品质放弃不变的状况，尽可能的减小图片大小，以达到节俭图片存储空间、缩小图片拜访流量、晋升图片访问速度的成果。数据万象（Cloud Infinite，CI）产品推出了 AVIF 压缩性能，可将图片转换为 avif 格局，avif 是基于 av1 的一种全新图片格式，在 2020 年 2 月由 Netflix 首次公布于众，目前已反对 Chrome、Firefox 等浏览器。
AVIF 技术原理
AVIF（AV1 image format）压缩格局，是采纳 AV1 帧内编码的一种图像编码格局，是目前最新的图片压缩格局。AV1 是由凋谢媒体联盟（AOMedia）的成员独特推动研发的一个规范。而 AVIF 则是基于 AV1 编码产生的具备更高压缩能力、保留更佳画面细节的图形压缩格局，相比于其余格局，其帧内编码具备十分多的改良优化：
更灵便的编码树划分：引入更大的编码 / 变换块单元，编码单元尺寸可达 128×128，划分形式更加灵便，多达 10 种。
更精密的帧内预测模式：56 种角度模式，intra copy 调色板模式、帧内预测滤波 CFL 等使得帧内预测更为准确。
更先进的滤波技术 ：基于方向束缚的加强滤波（CDEF），环路还原滤波(restoration) 等无效改善了图像品质。
TXAV1 图片编码器
数据万象所应用的 AVIF 压缩能力，底层编解码所应用的是腾讯自研的 AV1 编解码器——TXAV1 编码器。在 2021 年 MSU 较量中，对于 AV1 的较量指标，TXAV1 加入了 29 项，获得了 28 项当先，取得综合最佳。
腾讯作为 AOM 联盟的成员之一，始终致力于技术研发上的深耕，TXAV1 中蕴含了很多腾讯自研技术：
1、外围数据架构设计
AVIF 的划分模式非常复杂，可能性十分多。为了更好的获取数据、缩小反复计算和数据的拷贝，设计了一套以 treeNode(不便获取节点属性信息，防止反复计算)，IdenticalCU(利用雷同 Cu 计算结果，缩小计算量)，和 SwapBuffer（通过内存交替应用，缩小拷贝和重算）为外围的数据架构。在算法和输入码流不变的状况下，为 AVIF 编码提速 20% 以上。
2、帧内疾速 CU，TU 决策算法设计
以周边块的信息，包含划分尝试，划分模式，失真代价等，提前决策以后块是否持续划分。以以后块的 CU/TU 或子 CU/TU 的信息为参考，提前终止以后划分。
3、帧内模式算法设计
采纳多级帧内预测算法，通过简略估算，初步筛选出几个重要候选，而后做残缺变换，再依据模式和代价补做角度和滤波，大幅减速帧内编码效率。
4、滤波疾速算法
AV1 中 deblock，cdef，restoration 等滤波耗时很高，通过对图像内容及参考图像的滤波应用状况剖析，对以后帧的滤波进行搜寻范畴的放大或跳过解决，从而大帧提前滤波的处理速度。
5、编码后处理滤波按行并行处理
在图片上能够提速 50%。AV1 的后处理滤波包含 deblock，cdef，restoration 等，deblock 和 cdef 滤波的参数导出过程均依赖整帧的数据，这与 HEVC 规范中的基于块导出参数的过程有很大不同，不利于按行级并行处理；在 TXAV1 针对图片的优化中实现了基于局部图像进行参数导出，并针对图片优化了参数导出算法。
6、编码 intra block copy 优化，提速 240%
intra block copy 对一些游戏或者文字较多的图片收益很大，但 intra block copy 在搜寻最优匹配块的过程中通常应用 hash 搜寻，而对图片生成 hash 的过程耗时很长。因而在 TXAV1 的优化中，应用了网格静止搜索算法替换原有的 hash 搜寻，并针对图片优化了网格搜索算法，最终优化后绝对原有算法提速 240%，压缩性能仅损失 2.9%。在大幅减速的同时，保留了 intra block copy 大部分性能。
数据万象产出的 AVIF 图片成果比照
1、AVIF 图片视觉比照
以上面一张图作为例子阐明 AVIF 图片的劣势，放弃图片分辨率不变，将图片别离转成 JPG，WebP，AVIF 格局。
从下面四张图能够看到，在通过压缩后，图片原有尺寸均不变的状况下，JPG 格局的图片画质绝对较差，屋宇前面的云层变成大片的显著的色块色条；webp 尽管没有呈现色块，但整体色彩和原图相比有显著失真；avif 格局的图形显示仍旧平滑，体积也很小，成果显著优于 JPG 和 WEBP。此时的 AVIF 相比无损 PNG 有约 42 倍的压缩性能, 仍保留了原图数据的大部分细节，堪称完满。阐明了 avif 有着更高的压缩效率，很好的保真成果。
2、AVIF 图片品质数据比照
通过大量图片样本测试，不同的压缩品质比拟图片压缩前后的文件大小、PSNR、SSIM，将 AVIF 与最为常见的图片格式 JPG、WebP、PNG 进行了比照，从以下的实测数据能够看出，AVIF 在压缩方面具备相对的劣势。AVIF 图片绝对 WebP 图片大小均匀减小 30% 多，绝对 JPG 图片大小均匀减小 50% 多，绝对 PNG 图片均匀缩小 90% 左右。
3、AVIF 图片编解码速度比照
通过样本测试比拟失去解码工夫均匀耗时只有某竞品 AVIF 解码器的 58.83%，编码均匀耗时只有竞品的 63.76%，性能绝对竞品在耗时方面劣势显著。
数据万象 AVIF 图片压缩的应用办法
1、通过数据万象接口应用
AVIF 图片压缩可通过数据万象图片解决的 imageMogr2 参数进行应用。
该参数反对以下的解决形式：下载时解决、上传时解决、云上数据处理。
应用前提条件
须要先开明数据万象图片高级压缩性能，您须要在已绑定数据万象服务的存储桶中，开启图片高级压缩性能。
操作指引
a. 登录对象存储控制台，抉择指定存储桶，而后抉择界面右边红框内“数据处理”，再抉择“图片解决”，而后点击编辑，开明后保留即可。
b. 抉择该存储桶的一张图片，复制图片链接，比方：https://XXXXXXX-1258125638.cos.ap-nanjing.myqcloud.com/1.pngc. 应用根底图片解决中图片格式转换的参数，在图片链接前面拼上参数：https://XXXXXXX-1258125638.cos.ap-nanjing.myqcloud.com/1.png?… 即可获取 AVIF 格局图片。
2、通过 CDN 的 AVIF 自适应性能应用
在应用腾讯云 CDN 进行海量图片散发时，可通过开启图片优化，对符合要求的图片申请，主动进行 webp、guetzli、tpg、avif 格局图片压缩，可无效升高因图片产生的上行流量，降低成本。
配置步骤如下：
a. 登录 CDN 控制台，在菜单栏里抉择域名治理（右侧红框），单击域名右侧治理（左下角红框），即可进入指定域名配置页面。
b. 源站为 COS 对象存储时，可看到图片优化菜单栏，将 AVIF 自适应关上，点击确认之后即可。
c. 开启了 AVIF 自适应图片压缩性能后，满足以下条件的申请，将间接返回 AVIF 解决后的图片：HTTP 申请头中 accept 头部蕴含 image/avif。图片后缀为：jpg、png、bmp、gif。【具体详情及免费细节请参考】：https://cloud.tencent.com/document/product/228/43121
总结
与传统的压缩格局相比，AVIF 在解决了图片保留、流传、下载过程中的老本和效率问题的同时，还能够在保障更高压缩性能的根底上保留更多的图像细节、反对更多的图片品种、传递更多的图片信息，大大晋升用户体验。
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