火山引擎端云一體化服務(wù)：打造面向體驗(yàn)的視頻云

　　12月2日，在「新云·共未來」云產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上，火山引擎點(diǎn)播基礎(chǔ)技術(shù)負(fù)責(zé)人馬茜進(jìn)行了主題為《火山引擎視頻點(diǎn)播：端云一體化服務(wù)打造極致播放體驗(yàn)》的演講。她以視頻點(diǎn)播為例，分享了火山引擎視頻云團(tuán)隊(duì)在視頻畫質(zhì)體驗(yàn)、播放體驗(yàn)、性能體驗(yàn)三個(gè)方面進(jìn)行的優(yōu)化。

　　火山引擎點(diǎn)播基礎(chǔ)技術(shù)負(fù)責(zé)人馬茜

　　以下為演講全文：

　　大家好，非常開心給大家?guī)�來火山引擎視頻云的技術(shù)分享。

　　火山引擎視頻點(diǎn)播是集音視頻編輯、上傳、媒資管理、處理、分發(fā)、播放于一體的端到端解決方案，幫助企業(yè)和開發(fā)者快速搭建安全、彈性、高效、可定制的視頻點(diǎn)播平臺(tái)和應(yīng)用。

　　對(duì)于點(diǎn)播應(yīng)用而言，高畫質(zhì)、零卡頓、低成本是用戶的三大持續(xù)性需求�；�于此，火山引擎視頻云團(tuán)隊(duì)在畫質(zhì)、播放、性能三方面進(jìn)行了深入優(yōu)化。

　　畫質(zhì)體驗(yàn)：全鏈路畫質(zhì)調(diào)優(yōu)三步曲

　　隨著終端設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷升級(jí)，用戶對(duì)于高清畫質(zhì)的訴求也隨之增長。為此火山引擎視頻云團(tuán)隊(duì)打造了全鏈路的畫質(zhì)優(yōu)化解決方案，包含畫質(zhì)評(píng)測(cè)、畫質(zhì)檢測(cè)與智能處理、畫質(zhì)監(jiān)控三個(gè)方面。

　　畫質(zhì)評(píng)測(cè)-「評(píng)測(cè)」先于「優(yōu)化」

　　由于觀眾對(duì)圖像質(zhì)量感知的主觀差異性，畫質(zhì)評(píng)測(cè)一直是業(yè)界難點(diǎn)。一般對(duì)于圖像質(zhì)量的定義有兩種：

　　●從信號(hào)處理角度，關(guān)注成像系統(tǒng)中信號(hào)的準(zhǔn)確性，如采集、處理、傳輸中畫面是否有損，但在很多場(chǎng)景下，主觀觀看效果很難量化;

　　●從人眼視覺角度，關(guān)注觀看者的感受，但審美水平不同的觀看者，反饋結(jié)果也不同。

　　針對(duì)這種情況，視頻云團(tuán)隊(duì)建立了一套可量化的指標(biāo)，輔助評(píng)測(cè)視頻畫質(zhì)：

　　●全參考評(píng)價(jià)指標(biāo)：PSNR、SSIM、VMAF等常用指標(biāo)，用于評(píng)測(cè)視頻轉(zhuǎn)碼和分發(fā)期間的質(zhì)量變化;

　　●無參考評(píng)價(jià)指標(biāo)：VQScore，模仿用戶主觀感受及美學(xué)質(zhì)量，用于分析上傳視頻的質(zhì)量，并以探針方式靈活接入視頻處理鏈路的任意節(jié)點(diǎn)。

　　畫質(zhì)檢測(cè)與智能處理-對(duì)癥下藥

　　不同的視頻有不同類型、不同程度的畫質(zhì)問題，很難用統(tǒng)一的技術(shù)方案進(jìn)行修復(fù)。視頻云團(tuán)隊(duì)基于畫質(zhì)評(píng)測(cè)的結(jié)果，針對(duì)各維度提煉出對(duì)應(yīng)的個(gè)性化修復(fù)模塊，并排列組合調(diào)優(yōu)。“對(duì)癥下藥”使得每部片子都有針對(duì)性的修復(fù)方案，最終達(dá)到最理想的修復(fù)效果。

　　今年10月，西瓜視頻聯(lián)合火山引擎宣布在未來一年時(shí)間內(nèi)對(duì)百部經(jīng)典動(dòng)畫進(jìn)行修復(fù)，其中的老片修復(fù)技術(shù)，就是智能處理的一項(xiàng)能力應(yīng)用。在智能修復(fù)的同時(shí)，我們也保留了其原有藝術(shù)風(fēng)格，在追求高清的過程中不破壞原有美感。

　　以水墨畫、剪紙風(fēng)格組成的《葫蘆兄弟》為例，我們通過算法對(duì)其進(jìn)行了精準(zhǔn)識(shí)別和區(qū)分，在保持水墨部分模糊朦朧的同時(shí)，對(duì)剪紙部分進(jìn)行修復(fù)增強(qiáng)，最終達(dá)到最優(yōu)的修復(fù)效果。

　　畫質(zhì)監(jiān)控-告別元無知

　　除畫質(zhì)評(píng)估與檢測(cè)外，針對(duì)海量視頻，視頻云團(tuán)隊(duì)打造了高時(shí)效、多維度的監(jiān)控方案，全天候不間斷地檢測(cè)視頻質(zhì)量，降低人工審核成本，減少線上服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)和事故率，告別畫質(zhì)體驗(yàn)元無知。

　　播放體驗(yàn)：站在用戶視角衡量技術(shù)演進(jìn)

　　音視頻產(chǎn)品在進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化時(shí)，經(jīng)常面臨一系列靈魂拷問：

　　●業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不好，是不是因?yàn)椴シ朋w驗(yàn)不好?

　　●新上線的優(yōu)化，收益到底如何?

　　●我們和競(jìng)品之間的差距在哪里?是否影響業(yè)務(wù)增長?

　　為了更好地理解并解決以上疑問，視頻云團(tuán)隊(duì)建立了一套播放體驗(yàn)質(zhì)量服務(wù)體系。

　　質(zhì)量指標(biāo)-知其然，知其所以然

　　在視頻云團(tuán)隊(duì)看來，以下三個(gè)質(zhì)量指標(biāo)，可以體現(xiàn)音視頻產(chǎn)品相應(yīng)的業(yè)務(wù)情況：

　　●業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)：包括 DAU、留存、廣告收入、成本等數(shù)據(jù);

　　●QoE：播放次數(shù)、播放時(shí)長、完播率;

　　●QoS：卡頓、起播時(shí)長、失敗率、畫質(zhì)指標(biāo)。

　　通過技術(shù)上面向 QoS 的指標(biāo)優(yōu)化，可以正向影響 QoE 和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的增長。

　　技術(shù)優(yōu)化-面向業(yè)務(wù)，理解客戶

　　基于以上數(shù)據(jù)指標(biāo)，如何關(guān)聯(lián) QoS 指標(biāo)與 QoE、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)?視頻云團(tuán)隊(duì)基于實(shí)際業(yè)務(wù)不斷進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化與打磨。

　　例如起播時(shí)長是影響播放體驗(yàn)的重要因素之一，經(jīng)過大量的場(chǎng)景研究，視頻云團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)超過 200ms時(shí)，起播時(shí)長再增加對(duì)用戶體驗(yàn)有明顯的劣化作用。那么對(duì)于該業(yè)務(wù)場(chǎng)景，將大盤起播時(shí)長優(yōu)化到至少200ms以下，就可以保障用戶體驗(yàn)。

　　某應(yīng)用用戶起播等待時(shí)長與用戶離開速率

　　基于大量實(shí)踐數(shù)據(jù)，火山引擎視頻云沉淀出一系列可復(fù)制的、能夠提升業(yè)務(wù)增長的技術(shù)方法，包括“零首幀”預(yù)加載策略、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的弱網(wǎng)弱機(jī)策略等。借助端云一體化的技術(shù)框架能力，將策略算法與播控能力產(chǎn)品化輸出給更多企業(yè)。

　　性能體驗(yàn)：成本與體驗(yàn)的非零和博弈

　　隨著5G時(shí)代的到來，視頻高清化的需求進(jìn)一步提升，從480p到1080p，再到8K，消費(fèi)者對(duì)高清視頻的需求永無止境。如何在有限的計(jì)算資源下，實(shí)現(xiàn)用戶體驗(yàn)和技術(shù)成本的最優(yōu)化，這也正是各類視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)和傳輸標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)的動(dòng)力。

　　火山引擎端云一體化 H.265 解決方案

　　H.265 是 ITU-TVCEG 繼 H.264 之后所制定的新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，在有限帶寬下傳輸更高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)視頻，僅需一半帶寬即可播放相同質(zhì)量的視頻�；鹕揭�擎視頻云團(tuán)隊(duì)基于對(duì) H.265 的深入研究，打造了端云一體化的 H.265 解決方案，帶來全新性能體驗(yàn)：

　　●自研H.265編碼器達(dá)到了24%-45%的成本優(yōu)化

　　●H.265 VV覆蓋度 >85%，有效節(jié)省帶寬成本

　　●智能熱度轉(zhuǎn)碼，H.265 轉(zhuǎn)碼利用率>90%，避免轉(zhuǎn)碼算力浪費(fèi)

　　●Fallback 比例<0.3%，有效提升播放成功率并縮短首幀時(shí)間

　　●自研軟件解碼速度比開源方案快40%+，CPU比業(yè)界低30%

　　●起播時(shí)長<100ms，端卡頓時(shí)長減少15%

　　打造行業(yè)領(lǐng)先的編碼技術(shù)

　　除 H.265 標(biāo)準(zhǔn)外，火山引擎視頻云團(tuán)隊(duì)自研 BVC 編碼器，正式支持 H.266/VVC 標(biāo)準(zhǔn)。

　　針對(duì)移動(dòng)端用戶眾多、設(shè)備性能參差不齊的問題，視頻云團(tuán)隊(duì)在 Android 和 iOS 的 Arm 平臺(tái)上，對(duì) BVC 解碼器進(jìn)行優(yōu)化，在部分設(shè)備上的解碼速度達(dá)到參考軟件的數(shù)十倍。和開源 x265 基準(zhǔn)編碼器相比，BVC1 最高可節(jié)省 55% 的存儲(chǔ)和帶寬成本。

　　以上就是我的全部分享，未來火山引擎視頻云團(tuán)隊(duì)將不斷打磨產(chǎn)品和優(yōu)化技術(shù)，打造面向體驗(yàn)的視頻云，致力于為大家?guī)�來極致的音視頻體驗(yàn)。