AOMedia Video 1 (AV1) ist ein offenes lizenzkostenfreies Verfahren zur Videokompression. Es wird von der Alliance for Open Media (AOMedia) entwickelt, einem 2015 gegründeten Konsortium mit führenden Unternehmen aus der Halbleiterindustrie, Video-on-Demand-Anbietern und Webbrowser-Entwicklern.
Es entstand durch Weiterentwicklung von Googles Verfahren VP9 und soll mit HEVC/H.265 der Moving Picture Experts Group konkurrieren. Die erste Version der Spezifikation des neuen freien Videocodecs AV1 wurde Ende März 2018 freigegeben.Videocodec: AV1 ist offiziell fertig. In: Golem.de, 28. März 2018. Abgerufen am 2. April 2018 Inzwischen (Stand Januar 2021) gibt es drei Open-Source-Encoder und verschiedene Decoder, die meist in Form von Bibliotheken in andere Programme eingebunden werden.
Die Webbrowser Google Chrome, Mozilla Firefox und Opera unterstützen auf Desktop-Geräten das Abspielen von Videos in AV1-Kodierung seit Ende 2018, seit Anfang 2020 auch Microsoft Edge. Diese vier Browser haben dort zusammen einen Marktanteil von über 95 % (Stand November 2023).NetMarketShare Ecommerce market share, AI referral trends, and verifiable real-user data — coming back, auf netmarketshare.com
Mit AV1 kodierte Videodaten können im Containerformat MP4, MKV oder zusammen mit dem Audioformat Opus innerhalb von WebM, beispielsweise für HTML5-Webvideo, verwendet werden.
Geschichte Die erste offizielle Ankündigung des Projekts erfolgte mit der Pressemitteilung über die Gründung der Allianz am 1. September 2015. Zunehmende Nutzung des Vorgängerformates VP9 wurde mit Vertrauen in die Allianz und (die Entwicklung von) AV1 sowie der kostspieligen und komplizierten Lizenzsituation von High Efficiency Video Coding (HEVC) erklärt.
Die Wurzeln des Projekts sind allerdings älter als die Allianz. Einzelne Mitwirkende begannen bereits Jahre zuvor mit experimentellen Technikprojekten: Xiphs/Mozillas Daala veröffentlichte bereits 2010 Code, VP10 wurde am 12. September 2014 angekündigt, und Ciscos Thor wurde am 11. August 2015 veröffentlicht. Die erste Version 0.1.0 des AV1-Referenz-Codecs wurde am 7. April 2016 veröffentlicht.
Die Aufnahme weiterer Funktionen wurde Ende Oktober 2017 gestoppt, wobei Ausnahmen für die Fortsetzung der Entwicklung bei einigen wichtigen Merkmalen beschlossen wurde. Das Bitstromformat sollte ursprünglich im Januar 2018 fertiggestellt werden.
Am 28. November 2017 begann der Webbrowser Firefox, seine Nightly Builds mit AV1-Unterstützung zu veröffentlichen. Laut Mozilla-Entwickler Timothy Terriberry blieben Anfang Februar 2018 noch acht kritische Programmfehler zu beheben sowie letzte Änderungen an Transformationen, Syntax und der Vorhersage von Bewegungsvektoren und Klärung von Rechtsfragen.
Im Januar 2018 ist Apple dem Konsortium beigetreten. Hardware und Softwareunterstützung von Apple selbst gab es zu diesem Zeitpunkt noch nicht.
Am 28. März 2018 meldete AOMedia, dass die Spezifikation jetzt veröffentlicht und damit die Arbeit an der ersten Version des neuen freien Videocodecs offiziell abgeschlossen sei. Eine breite Marktdurchdringung sollte bis 2020 erreicht werden. Danach will man auch mit der Entwicklung eines Nachfolgecodecs AV2 beginnen.
Die erste Version der Referenz-Implementierung wurde Ende Juni 2018 veröffentlicht, jedoch war der Encoder kaum optimiert und zunächst ohne Multithreading, so dass die Kodierzeiten des Referenzencoders sehr hoch waren.
Im Februar 2019 erschien ein weiterer Open-Source Encoder von Intel mit der Bezeichnung SVT-AV1. Die Kodierzeiten der Entwicklungsversionen von AOM und von SVT-AV1 wurden bald deutlich besser.
Am 27. März 2019 vermeldete Sisvel International S.A., einen neuen Patent-„Pool“ mit VP9- und AV1-relevanten Patenten aufgelegt zu haben, was im Widerspruch zur Patentkostenfreiheit von AV1 steht.
Am 18. Mai 2020 wurde die zweite Version des AV1-Referenz-Codecs „AppleJack“ veröffentlicht.
Am 20. August 2020 gab man die Gründung einer Arbeitsgruppe namens SIWG bekannt, die sich auf die Entwicklung optimierter produktionsreifer Softwareencoder und -decoder konzentrieren soll, auch für zukünftige Aomedia-Standards. Dabei wird der von Intel in Zusammenarbeit mit Netflix entwickelte Encoder SVT-AV1 verwendet.
Im September 2020 wurde AV1-Dekodierung in Hardware für die Nvidia-RTX-3000-Reihe freigeschaltet.
Im Herbst 2020 wurde die Intel-CPU Tiger Lake 11. Generation mit AV1 Decode 4K in Hardware vorgestellt.
Am 23. März 2021 erschien die Version 3.0.0 „Braeburn“ der Referenzsoftware mit weiteren Performanceverbesserungen. Kurz darauf erschien am 3. Mai 2021 eine Version 3.1.0 „Celestia“ mit Verbesserungen für das Encoding von AVIF-Bildern. Am 14. Oktober 2021 wurde dann eine Version 3.2 freigegeben, wieder mit zahlreichen Performanceverbesserungen und Verbesserungen der Kompressionseffizienz nach Herstellerangaben. Der IT-Blog Phoronix dagegen erkannte eher nur kleinere Verbesserungen bei den Frameraten und wies auf einige Regressionen hin.
Im April 2021 hat AMD Decode von AV1 für seine Radeon-RX-6000-Reihe mit Adrenalin 21.4.1 freigeschaltet. RDNA 2 ist dazu nötig auch bei Ryzen-Prozessoren mit eingebauter Grafik. Mit der nächsten Stufe RDNA 3 soll auch Encode in Hardware in der Radeon-RX-7000-Reihe im Jahr 2023 zur Verfügung stehen.
Im April 2022 erreichte der von Intel und Netflix entwickelte Encoder SVT-AV1 die Version 1.0.
Intel bietet Ende 2022 bei seiner 13. Xeon-CPU-Generation Raptor Lake mit Arc Grafik nun AV1 Encode und Decode in Hardware an.
Nvidia bietet im Herbst 2022 mit der RTX-4000-Reihe nun auch Encoding in Hardware bis 8K an.
Mit der Ankündigung von Apple im September 2023, AV1 Decoding hardwareseitig auf allen Geräten ab den Prozessorenreihen M3 und A17 Pro zu unterstützen, gilt der Wettbewerb der Videocodecs als weitgehend zugunsten von AV1 entschieden.
Nachfolger AV2 Im September 2025 kündigte die Alliance for Open Media an, bis Ende des Jahres einen Nachfolger AV2 zu veröffentlichen. Erste Benchmark Ergebnisse wurden auf der QoMEX’25 präsentiert. Der Präsentation zufolge wird von einer Verbesserung von Kompression oder Bildqualität um 30 % im Vergleich mit einem Referenzstand (auf Basis von AV1) ausgegangen. (Es gibt allerdings bislang keine unabhängig durchgeführten Vergleiche, die dies bestätigen. Experten halten die Zeitpläne außerdem für unrealistisch und gehen nicht von einer schnellen Einführung aus. Konkurrenz entsteht daneben auch durch neue KI-gestützte Videocodecs, wenn eine NPU vorhanden ist. Ein hoher Berechnungsaufwand im Encoder wird dadurch vermieden.)
Im Januar 2026 veröffentlichten die Entwickler von AV2 zunächst eine wissenschaftliche Beschreibung zu neuen Kodierungswerkzeugen in AV2, später den Entwurf der AV2-Spezifikation auf einer neuen Website. Für die Software wurde auf das seit 2021 öffentlich entwickelte Testmodel AVM verwiesen mit Stand vom Dezember 2025. Zudem ist mit dav2d die Entwicklung eines beschleunigten Softwaredecoders für die meisten Plattformen in Arbeit. Ende Mai 2026 erschienen dann die endgültige Spezifikation zusammen mit einem als Version v1.0.0 gekennzeichneten Stand des Testmodells. Auf der IBC 2026 kündigte Intel die Entwicklung eines Softwareencoders SVT-AV2 an.
Laut einer weiteren Veröffentlichung wurde für AV2 maximal eine fünffache Steigerung der Encoder- und eine zweifache Steigerung der Decoder-Komplexität im Vergleich zu AV1 bei produktionsreifen Implementierungen angestrebt. Es wird allerdings erwähnt, das beim untersuchten Stand des Testmodells das Encoding 33 mal so lange dauerte wie beim Referenzstand AV1 und das Decoding 3,86 mal so lange. Man geht aber von Optimierungsmöglichkeiten um einen Faktor 10 bei geringen Qualitätseinbußen aus. Im Repository sind auch intensive Bemühungen um eine Optimierung des Encoders erkennbar.
Zweck AV1 ist als Videoformat für das Web konzipiert, das sowohl den Stand der Technik markiert als auch lizenzkostenfrei ist. Die Mission der Alliance for Open Media bleibt dieselbe wie die Mission des WebM-Projekts.
Um das Ziel der Lizenzkostenfreiheit zu erreichen, ist der Entwicklungsprozess so angelegt, dass kein Merkmal übernommen wird, bevor nicht zwei unabhängige Prüfungen bestätigen, dass keine Patente konkurrierender Unternehmen berührt sind. Dies steht im Gegensatz zu seinem Hauptkonkurrenten HEVC, bei dem die Überprüfung der geistigen Eigentumsrechte nicht Teil des Standardisierungsprozesses war. Letzteres ist in der ITU-T-Definition offener Standards festgeschrieben. Das Auftreten von mehreren unabhängigen Patentsammlungen für HEVC wurde von kritischen Beobachtern als Versagen bei der Preispolitik charakterisiert.
Beitragende lizenzieren ihre AV1 betreffenden Patente gemäß den vom World Wide Web Consortium (W3C) verabschiedeten Patentregeln auf der Grundlage der Gegenseitigkeit an jedermann, überall und zu jeder Zeit, also solange der Nutzer keine Patentrechtsstreitigkeiten verfolgt. Als defensive Bedingung verliert jeder, der sich in Patentrechtsstreitigkeiten ergeht, das Nutzungsrecht an den Patenten aller Patentinhaber.
Zu den Leistungszielvorgaben gehört die Effizienzsteigerung gegenüber VP9 und HEVC bei geringfügiger Komplexitätssteigerung. NETVCs Effizienzziel ist eine 25%ige Verbesserung gegenüber HEVC. Die Komplexitätsüberlegungen betreffen primär die Software-Dekodierung, da die Hardware-Unterstützung für die Anwender noch einige Zeit auf sich warten lassen wird. Für WebRTC ist aber auch die Echtzeit-Kodierleistung relevant, was Ciscos Agenda ist: Die Thor-Beiträge des Videokonferenzgeräteherstellers zielen auf „ordentliche Kompression bei nur mäßiger Komplexität“.
Mit seinen Merkmalen wird es besonders für Echtzeitanwendungen (insbesondere WebRTC) und höhere Auflösungen (breitere Farbräume, höhere Bildfrequenzen, UHD) als in den derzeit (H.264) typischen Videoanwendungsszenarien ausgelegt, wo die größten Effizienzsteigerungen erwartet werden. Daher sollen der Farbraum aus der ITU-R-Empfehlung BT.2020 und 10 und 12 Bit Genauigkeit pro Farbkomponente unterstützt werden. AV1 ist in erster Linie für verlustbehaftete Kodierung gedacht, wobei auch verlustfreie Komprimierung unterstützt wird.
Technik
AV1 ist ein traditionelles blockbasiertes Frequenztransformationsformat mit neuen Techniken, von denen einige in experimentellen Formaten entwickelt wurden, die Technik für ein Format der nächsten Generation nach HEVC und VP9 erprobt hatten. Basierend auf Googles experimenteller VP9-Weiterentwicklung VP10 enthält AV1 zusätzliche Techniken, die in Xiphs/Mozillas Daala und Ciscos Thor entwickelt wurden.
Die Allianz veröffentlicht eine in C und Assemblersprache geschriebene Referenzimplementierung (aomenc, aomdec) als freie Software unter den Bedingungen der FreeBSD-Lizenz. Die Entwicklung findet in der Öffentlichkeit statt und ist offen für Beiträge, unabhängig von der AOM-Mitgliedschaft.
Der Entwicklungsprozess sieht so aus, dass Kodierungswerkzeuge dem Referenzcode zuerst als Experimente hinzugefügt werden, die durch Schalter gesteuert werden, die sie bei der Kompilierung aktivieren oder ausschließen, um durch andere Gruppenmitglieder sowie spezialisierte Arbeitsgruppen überprüft zu werden, die für Hardware-Freundlichkeit und Einhaltung von Rechten an geistigem Eigentum sorgen. Sobald das Merkmal in der Gemeinschaft eine gewisse Unterstützung erlangt hat, kann das Experiment standardmäßig aktiviert werden, und wenn schließlich alle Gutachten abgeschlossen sind, wird sein Schalter entfernt. Experimentnamen werden im configure-Skript in Kleinbuchstaben und in bedingten Kompilierungsschalter in Großbuchstaben geschrieben.
Datentransformation Um Pixeldaten in die Frequenzdomäne zu transformieren, enthält AV1 eine Reihe von spezialisierten Frequenztransformationen wie rechteckige Versionen der DCT und asymmetrische Versionen der DST für Kantenblöcke.