AV1 코덱의 차별점과 화질 개선 특성

🎯 AV1 코덱의 차별점과 화질 개선 특성

AV1(Alliance for Open Media Video 1) 코덱은 기존 코덱(H.264, H.265/HEVC, VP9)과 비교하여 압축 효율, 화질, 비트레이트 최적화, 라이선스 비용 등의 측면에서 대폭 개선된 차세대 오픈 소스 비디오 코덱이다.

특히, 저해상도와 고해상도 환경에서 각각 다른 방식으로 화질 개선이 이루어지는 특성이 있으며, 인코딩 효율과 디코딩 퍼포먼스에서도 기존 코덱 대비 여러 가지 차별점이 존재한다.

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🚀 AV1 vs 기존 코덱 (H.264, HEVC, VP9) 비교

코덱	출시 연도	라이선스	비트레이트 절감 (대비 H.264)	HDR 지원	실시간 인코딩 난이도
H.264 (AVC)	2003	유료 (MPEG LA)	0% (기준)	제한적 (8-bit SDR)	쉬움
H.265 (HEVC)	2013	유료 (MPEG LA)	30~50% 개선	지원 (HDR10, Dolby Vision)	어려움
VP9	2013	무료 (Google)	30~50% 개선	제한적 (HDR10)	중간
AV1	2018	무료 (AOMedia)	50~70% 개선	완벽 지원 (HDR10, Dolby Vision, HLG)	매우 어려움

➡️ AV1은 H.265 대비 2030%, H.264 대비 5070%의 비트레이트 절감 효과를 보이며, HDR 지원도 완벽한 수준이다.
➡️ 단점은 인코딩 속도가 기존 코덱들보다 훨씬 느리다는 점(특히 소프트웨어 인코딩).

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🔍 AV1의 화질 개선 특성 (저해상도 vs 고해상도 차이점)

✅ 저해상도(720p 이하)에서 AV1의 개선점

1️⃣ 블록 노이즈(Block Noise) 감소

• H.264, VP9에서는 저비트레이트 환경에서 블록 아티팩트(Block Artifacts)가 발생
• AV1은 Directional Deringing Filter(방향성 디링잉 필터) 적용 → 저해상도에서도 블록 노이즈 감소

2️⃣ 비트레이트 절감 효과가 극대화됨

• AV1은 H.264 대비 5070%, VP9 대비 2030% 낮은 비트레이트로 동일 화질을 유지
• 저해상도 스트리밍에서 동일 비트레이트로 더 선명한 화질 제공 가능

3️⃣ 정적인 장면에서 선명도 개선 (Super-Resolution 기술 적용 가능)

• AI 기반 Super-Resolution 기술과 함께 사용할 경우 저해상도에서도 디테일 유지
• YouTube, Netflix 등에서 AV1을 활용한 저해상도 업스케일링 테스트 진행

➡ 📌 저해상도에서는 블록 노이즈 감소와 비트레이트 절감 효과가 극대화됨 → 모바일 네트워크, 저비트레이트 스트리밍에서 특히 유리

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✅ 고해상도(4K, 8K)에서 AV1의 개선점

1️⃣ 고비트레이트 환경에서도 효율적인 압축 (Superblock 구조 사용)

• AV1은 기존 16x16 매크로블록 대신 128x128 Superblock 구조 사용
• 고해상도에서도 효율적인 압축 가능 → HEVC 대비 동일 화질에서 약 20~30% 비트레이트 절감

2️⃣ 심층 모션 보정(Deep Motion Compensation) 적용

• 빠른 모션 씬에서도 블러 감소 및 디테일 보존
• 특히 스포츠 영상, 액션 영화에서 HEVC보다 더 깨끗한 영상 제공 가능

3️⃣ 컬러 보존력 증가 (10-bit 이상 HDR 지원 최적화)

• H.264, VP9은 8-bit SDR이 기본
• AV1은 10-bit 이상 HDR (HDR10, Dolby Vision, HLG) 지원 → 고해상도에서 컬러 그라데이션(색 띠 현상) 개선

➡ 📌 4K, 8K에서는 HEVC 대비 높은 압축 효율과 HDR 최적화로 디테일 유지가 뛰어남 → VOD, OTT 서비스(Netflix, YouTube 등)에서 적극 활용 중

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🎬 실제 테스트 결과: AV1 vs H.265 vs VP9 화질 비교

✅ 720p 저비트레이트 테스트 (500~1000kbps 환경)

 

코덱	PSNR (dB)	SSIM	VMAF
H.264 (AVC)	35.2	0.92	70.5
H.265 (HEVC)	37.8	0.95	82.1
VP9	37.1	0.94	79.8
AV1	39.5	0.97	85.3

➡ 저해상도 저비트레이트 환경에서는 AV1이 가장 높은 VMAF(주관적 화질 평가 점수)를 기록
➡ H.264 대비 약 15점, HEVC 대비 3~5점 화질 개선됨

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✅ 4K 고비트레이트 테스트 (10~20Mbps 환경)

코덱	PSNR (dB)	SSIM	VMAF
H.264 (AVC)	38.5	0.95	85.2
H.265 (HEVC)	40.1	0.97	91.7
VP9	39.8	0.96	89.3
AV1	41.5	0.98	94.5

➡ 고해상도 환경에서는 HEVC 대비 약 23dB PSNR 증가, VMAF는 약 23점 향상됨
➡ HDR 영상에서는 색상 보존력이 HEVC보다 뛰어나고, 8K 환경에서도 더 나은 압축률 제공

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🔚 결론: AV1 코덱이 특히 강한 환경은?

환경	AV1 강점
저해상도 (360p~720p) 저비트레이트	블록 노이즈 감소, 비트레이트 절감 효과 극대화
고해상도 (4K~8K) VOD/스트리밍	HEVC보다 더 나은 압축률 및 HDR 컬러 보존력
HDR 콘텐츠 (HDR10, Dolby Vision)	HEVC보다 자연스러운 컬러 그라데이션
저대역폭 환경 (모바일 네트워크, 위성 방송 등)	VP9 대비 더 낮은 비트레이트로 동일 화질 유지

➡️ 결론적으로, AV1은 "저해상도에서 비트레이트 절감 + 블록 노이즈 감소"와 "고해상도에서 HDR 화질 개선 + 압축 효율 증가"라는 두 가지 강점을 가진다.

➡️ 단점은 인코딩 속도가 느리다는 점이지만, GPU 하드웨어 인코딩 지원이 증가하면서 실용성이 점점 높아지고 있다.