平均節省流量 30% ，這項視頻雲處理技術是如何實現的？

2018 年 3 月，又拍雲推出「窄帶高清」功能：通過碼率控制優化，讓視頻在主觀質量不受損失的情況下，儘可能降低視頻碼率。「窄帶高清」依託又拍雲自研的視頻內容複雜度演算法，來確定視頻的應用場景，從而確定該場景下最優的編碼參數方案，輔助於碼率控制演算法。最終達到視頻碼率控制與帶寬優化這個目地，有效提升網路視頻平台終端用戶體驗，並且減少視頻分發在帶寬成本上的消耗。我們聯繫又拍雲多媒體開發工程師朱高鋒，就「窄帶高清」的實現方式進行了一次專訪。

Q：為什麼需要窄帶高清？

A：視頻轉碼的成本，遠遠小於帶寬的成本，在視頻質量損失沒有感知的情況下，通過窄帶高清技術實現碼率 30% 的節省，可以大大降低直播、點播等業務的帶寬成本。

Q：又拍雲是怎麼實現窄帶高清的？

A：窄帶高清，從視頻技術本質上來說，主要依靠的是碼率控制。碼率控制分兩個優化方向：第一，在相同的碼率下，儘可能的提高視頻質量；第二，在主觀質量不損失的情況下，儘可能的降低視頻碼率。結合業務需求，又拍雲「窄帶高清」功能選擇了第二種方向。

當然，在進行碼率控制之前，需要做一些輔助實驗和技術分解。

Q：介紹一下窄帶高清具體的實現過程吧？

A：第一步：場景劃分

通過視頻內容複雜度分析，獲取場景信息，即先求取視頻空間域的複雜度和時間域的複雜度，然後獲得視頻序列最終的複雜度，來確定視頻是什麼編碼場景。

我們分別測試了手機拍攝視頻、動畫、商業動作大片、影視劇、在線教育、綜藝節目等視頻場景，獲取了常見場景下視頻內容的編碼複雜度。

第二步：碼率控制演算法研究

碼率控制演算法是視頻編碼器中非常重要的部分，學術上，碼率控制演算法分為兩種：CBR（Constant Bit Rate，恆定碼率）和 VBR（Variable Bit Rate，可變碼率）。考慮到業務需求是在主觀質量不變的情況下，降低視頻文件大小，又拍雲「窄帶高清」使用 VBR 的方式，並做了如下設定：視頻運動緩慢的時候，使用更低的碼率，而運動劇烈的時候，使用更高的碼率；視頻圖像內部，靜止的部分分配更少的碼率，而運動的部分分配更多的碼率，最終提升整體畫質的表現。

通俗的說，把碼率放在該用的地方，不浪費每一個比特，實現更低的碼率，更清晰的畫質，更小的文件尺寸。

第三步：視頻編碼器優化

目前，視頻編碼標準絕大部分的應用場景，還是使用 H.264/AVC 視頻編碼標準，雖然有更先進的 H.265 / HEVC 和 VP9。又拍雲窄帶高清先主要針對 H.264，而編碼器的參數數量很多，紛繁複雜，為了得到最佳的優化組合，我們用了客觀質量評價演算法，PSNR（Peak Signal to Noise Ratio，峰值信噪比）和 SSIM（Structural SIMilarity，結構相似度），主觀質量評價演算法 VMAF（Video Multi-Method Assessment Fusion），再配合人工主觀質量評價的方式，獲取了常見場景下視頻編碼器的參數優化方案。

Q：又拍雲窄帶高清未來的優化方向？

A：1. 目前又拍雲的「窄帶高清「只支持 H.264 視頻編碼格式，未來將支持 H.265；

2. 優化主觀體驗。基於 ROI（Region of Interest，感興趣區域）或者是 HVS（Human Visual System，人眼視覺系統）的碼率控制在學術界有許多的研究成果，有些成果值得我們借鑒到最終的產品或者解決方案當中

推薦閱讀：