基于新一代國際視頻編解碼标準H.266/VVC,阿裡雲視頻雲近日發布了實時高清編碼器Ali266,有力推動H.266/VVC标準應用的落地,真正開啟H.266/VVC的商用之路,并強力賦能超高清4K、8K、以及AR/VR等應用的真實普及。
編碼器Ali266 = 實時 高清 超壓縮 阿裡雲視頻雲于7月中發布了實時高清VVC編碼器Ali266首個版本,從已公開的資料可知,這是目前全世界最快的VVC編碼器。
具體而言,在12線程配置下,Ali266的快速檔次編碼速度是VVC标準參考軟件的3062倍,在主流個人計算機上實現了720p高清的實時編碼。
基于标準化組織官方推薦的通用測試條件,Ali266可以有效加速VVC的編碼速度,它的快速檔次相對于VVC标準參考軟件的編碼加速比,在各種測試視頻序列上均全面超過3000倍。
舉個例子,若用VVC标準參考軟件轉碼一部電影,需要耗時1個月,那麼用Ali266轉碼,僅需不到15分鐘即可完成。
Ali266編碼提速的價值聚焦三點:大幅節省VVC标準所需算力、第一時間達到高清實時、有力推動最新編碼技術落地。
此次Ali266的發布,不僅使音視頻直播、在線會議、雲遊戲等需要實時編碼的現有業務場景可以用上最先進的VVC标準,将更清晰的視頻用更低的帶寬帶給億萬消費者,更重要的是可以強有力的推動AR/VR和超高清等新興視頻應用的落地應用。
與大多數商業編碼器類似,Ali266也可以根據不同的應用需求提供不同的速度檔次,在同等質量下,Ali266可比開源的H.265/HEVC編碼器x265的對應速度檔次節省35%~50%的帶寬。如果把這個編碼性能換算成帶寬成本,假設之前使用x265編碼器一年的帶寬成本為 10 億,那麼使用 Ali266 編碼器有望節省帶寬成本3.5~5 億。
在幫助業務節省帶寬和計算成本之外,保障實時和高清體驗是編碼器Ali266的關鍵。Ali266可以應對全球更複雜的網絡狀況,在有限的網絡帶寬資源條件下,為用戶帶來更流暢、更清晰的視頻體驗,原來在弱網下隻能觀看标清的用戶,現在可以獲得高清的體驗。
H.266/VVC對視頻化有多重要 ? 追網劇、看大片、直播間“買買買”、視頻會議等場景,真實體現了現代年輕人的生活和工作方式已離不開多種多樣的視頻應用。尤其是過去一年,見證了人類百年不遇的大事記,也見證了多種視頻應用的蓬勃發展,網絡所承載的視頻數據量也因此見證了更大規模的爆發式增長。
視頻數據量有多大?可以拿一部每秒30幀、分辨率為720p的電影為例看一下。如果電影時長90分鐘,那麼要觀看沒有經過視頻壓縮的這部電影,你所需要的帶寬至少是332Mbps,而存儲這一部電影就需要消耗224GB,這對于任何消費者都是難以承受的。
所以視頻需要經過壓縮、編碼才能進行傳輸和存儲,這個過程就是視頻編碼。為了使不同公司不同的視頻産品和設備之間做到互聯互通,視頻編碼需要标準化。有了視頻編碼标準作為各個廠家所必須遵循的規範,某一視頻内容供應商編碼得到的視頻碼流就可以在各個不同廠家的手機或者電視設備上進行解碼和播放。
為了應對人類社會産生的視頻數據量的爆發式增長,視頻編碼标準正遵循其自身的“摩爾定律”不斷演進。ITU-T和ISO/IEC MPEG兩大重頭國際視頻标準組織每隔若幹年就會聯手推出新一代視頻編碼标準,壓縮率相比上一代翻倍。
近30年來,這兩大視頻标準組織聯手制定的視頻标準對視頻産業界影響深遠,觸發了很多視頻産業界的技術變革和創新。
比如,H.262/MPEG-2 标準推動了模拟電視到數字電視的變革;H.264/AVC 使得高清視頻和互聯網視頻得以廣泛推廣;H.265/HEVC 則成功推動了 HDR和4K 超高清視頻的落地。
H.266/VVC标準就是這兩大标準組織聯手推出的新一代旗艦視頻标準。VVC标準于2020年7月正式發布,相比HEVC标準可以降低一半帶寬成本。另外,VVC可以通過自适應帶寬和分辨率為直播、點播、視頻會議等流媒體和實時通信提供更好的支持,提高用戶實時高清的體驗,并賦能如AR/VR、HDR視頻、360度全景視頻、屏幕内容以及超高清的4K、8K等5G下新興的視頻應用。
第一版Ali266如何而來 ? VVC标準雖然有強大的壓縮效率,但是要推動VVC标準的商用,路還很長。這是因為VVC标準提供了30多種最新的編碼工具,編碼器如何合理選擇這些編碼工具和組合來拿到VVC高壓縮效率的紅利,這個對編碼器提出了很高的算力要求。
正是因為這個原因,VVC的參考軟件平台編碼速度很慢,編碼720p視頻的速度甚至達不到 0.01 fps。即使全球第一個開源VVC編碼器,雖然比VVC參考軟件快了很多,但是編碼720p視頻的速度也隻能達到10 fps左右。
為了攻破這個技術難題,阿裡巴巴的視頻團隊在H.266/VVC标準發布不久之後,就開始全力投入VVC軟件編解碼的開發工作。
2020年12月30日,在H.266/VVC标準正式發布5個月後,阿裡巴巴發布了自研的移動端實時解碼器Ali266。實驗證明,集成Ali266的視頻直播、短視頻等應用,僅需2線程就可在中低端手機上實時順滑播放720p高清視頻,大幅節省算力消耗的同時又可普惠于移動端全場景,極大程度上驗證了VVC标準的實用性。
在完成VVC解碼器的發布之後,阿裡雲視頻雲随即投入到VVC編碼器的研發,目标是研發一款能根據不同應用,提供不同檔位,具備離線和實時處理能力的VVC編碼器,緻力于為直播、短視頻、在線會議、雲遊戲等領域,帶來更優質的用戶體驗。
憑借在視頻編碼領域的深耕和積累,視頻标準團隊僅用半年時間就推出了Ali266編碼器的第一個版本。
Ali266一方面通過實現多種編碼算法提升編碼質量,提高壓縮效率,例如運動補償時域濾波,自适應GOP大小決策,場景切換檢測,屏幕内容檢測、碼率控制技術等。另一方面,開發上百種編碼快速算法,以及多線程技術、彙編指令、内存訪問效率等工程優化手段。
公開資料顯示,Ali266是業界第一次實現了實時高清VVC編碼能力!首個版本就取得比x265開源編碼器對應速度檔次降低35%~50%的帶寬成本,在保證高清實時的編碼速度的同時還完美印證了VVC強大的壓縮效率。
2021年7月,作為第一個實時高清VVC軟件編碼器,Ali266在業界走出了重要的一步,證明了現有的算力平台就可以讓我們充分享受到國際最新标準VVC的強大壓縮能力。但是對于阿裡雲視頻雲來說,這也隻剛剛達到了自身的第一個重要裡程碑。
展望未來,視頻雲團隊将持續推進VVC編碼器的深度優化,将Ali266做成一個具有全高清實時編碼能力,4K實時編碼能力,甚至8K實時編碼能力的商用編碼器,并不斷提高壓縮效率,加速VVC标準的商業落地。同時,也将緻力于不斷拓展人工智能在視頻編碼方面的應用,讓視頻編解碼技術更上一層樓。
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