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又拍云窄带高清技术揭露

咱们音视频工程师的文章,是那么的精简,是那么的直接。当我问他要一篇窄带高清的技术文时,他给了我以下内容:

 

第一个问题,为什么需要窄带高清?

视频转码产生的成本,远远小于带宽的成本,在视频质量损失没有感知的情况下,通过窄带高清技术实现码率30%的节省,可以大大降低带宽的成本。

 

第二个问题,又拍云是怎么实现窄带高清的?

窄带高清,从视频技术本质上来说,是码率控制发挥着主要的作用。码率控制分两个优化方向:第一,在相同的码率下,尽可能的提高视频质量;第二,在主观质量不损失的情况下,尽可能的降低视频码率。结合业务需求,又拍云窄带高清主要是针对第二种方向。

当然,在进行码率控制之前,需要做一些辅助实验和技术分解。

整个实现过程大致是:

1、场景划分

通过视频内容复杂度分析,获取场景信息,即先求取视频空间域的复杂度和时间域的复杂度,然后获得视频序列最终的复杂度,来确定视频是什么编码场景。

我们分别测试了手机拍摄视频场景,动画场景,商业动作大片场景,影视剧场景,在线教育场景,综艺节目场景等,获取了常见场景下视频内容的编码复杂度。

2、码率控制算法研究

码率控制算法是视频编码器中非常重要的部分,学术上,码率控制算法分为两种,CBR(Constant Bit Rate,恒定码率)和VBR(Variable Bit Rate,可变码率)。考虑到业务需求是在主观质量不变的情况下,降低视频文件大小,又拍云窄带高清使用VBR的方式,并做了如下设定:视频运动缓慢的时候,使用更低的码率,而运动剧烈的时候,使用更高的码率;视频图像内部,静止的部分分配更少的码率,而运动的部分分配更多的码率,最终提升整体画质的表现。

通俗的说,把码率放在该用的地方,不浪费每一个比特,实现更低的码率,更清晰的画质,更小的文件尺寸。

3、视频编码器优化

目前,视频编码标准绝大部分的应用场景,还是使用H.264/AVC视频编码标准,虽然有更先进的H.265/HEVC和VP9。又拍云窄带高清先主要针对H.264,而编码器的参数数量很多,纷繁复杂,为了得到最佳的优化组合,我们用了客观质量评价算法,PSNR(Peak Signal to Noise Ratio,峰值信噪比)和SSIM(Structural SIMilarity,结构相似度),主观质量评价算法VMAF(Video Multi-Method Assessment Fusion),再配合人工主观质量评价的方式,获取了常见场景下视频编码器的参数优化方案。

总结,又拍云窄带高清,通过自研的视频内容复杂度算法,确定视频的应用场景,从而确定该场景下最优的编码参数方案,辅助于码率控制算法,得到最优的视频效果。

 

第三个问题,将来的优化思路?

1、支持 H.265。

2、优化主观体验。基于ROI(Region of Interest,感兴趣区域)或者是HVS(Human Visual System,人眼视觉系统)的码率控制在学术界有许多的研究成果,有些成果值得我们借鉴到工业界。

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