今天小編分享的科學經驗：這個讓你「看片更爽」的領網域，騰訊一次拿了15個世界冠軍，歡迎閲讀。
中國隊在技術競賽這事兒上，真是大發了：
就在剛剛結束的一場音視頻領網域國際頂級比賽中，來自中國的技術團隊，一口氣包攬了全場所有冠軍！
這樣的畫面，出現在MSU 視頻編碼器大賽上。這一賽事至今已走過十幾個年頭，是視頻編解碼領網域全球權威賽事，被外界評價為 "行業發展的風向标"。
剛剛揭曉結果的的 FullHD（全高清）賽道，本次共設定 1/5/30 fps 三個速度檔位，每個速度檔位有 5 個關鍵指标，總計 15 個關鍵指标。騰訊編碼器包攬了全部 15 項第一。其中，騰訊自研編碼器 Tencent266奪得 12 項第一，第一總數最多。
在所有标準（含 H.266/H.265/AV1）編碼器中，Tencent266 更是取得了 3 個速度檔 15 項關鍵指标全部第一的優異成績。
此外，騰訊 Tencent-TVC 編碼器取得 6 項第一，Tencent TXAV1/V265 編碼器在 AV1/H.265 編碼器中保持行業領先。
雖説技術細節聽上去有些垂直，但説實話，這還真和我們所有人都關系緊密——
一句話概括，就是能讓你 " 看片 " 更爽。
并且基于這些技術，這回咱中國用户的產品體驗，還衝在了世界前列。
具體是怎麼一回事，咱們今天就掰開揉碎，詳細聊聊 ~
壓縮視頻也是個技術活兒
先説回到 MSU 編解碼器大賽本身，競逐在這個賽場上的，可不只是騰訊一家大廠，阿裏字節，都是常客。
之所以如此受到業界關注，原因很簡單：
這一大賽由莫斯科國立大學圖形與媒體實驗室主辦，測評業界開源和私有編碼器性能，經過連續 17 屆的發展，已經成為全球最知名的視頻編碼器比賽之一。因此競賽成績，也已被視作廠商實力的一種客觀評價标準。
畢竟視頻編碼器，簡單來説幹的就是一個壓縮視頻大小，節省帶寬流量成本，同時還要保證視頻畫質，讓觀眾老爺們看得過瘾的活兒，可以説是音視頻廠商們安身立命的技術之一了。
在今天，你在線上看到的每一個視頻，都經歷過視頻編碼器的 " 瘦身 "。否則，不僅是廠商們的存儲、傳播成本吃不消，你的手機流量也會分分鍾變成負數。
在 MSU 編碼器大賽中，又屬 FullHD 賽道競争最為激烈。
FullHD 視頻，也就是大家熟悉的 1080p 視頻，是目前視頻服務中最常見的分辨率之一。
常見歸常見，相比 720p、480p 等其他分辨率，因為更高清包含更多像素，從技術的角度來説，要對 1080p 視頻進行壓縮就更難，視頻編碼器面臨的挑戰更大：需要更高的壓縮率來降低帶寬成本，同時要盡量降低畫質損失。
此番 FullHD 比賽，同樣高手如雲，騰訊、百度、網易、B 站都有編碼器團隊參賽。
具體而言，本次比賽的規則是這樣的：為了更好地評估編碼器在各個應用場景中的表現，首次引入 3 個速度檔位，即 1 fps（Slow）、5 fps（Medium）、30 fps（Fast）轉碼，分别面向不同熱度（即不同轉碼成本）視頻的轉碼策略，熱度越高的視頻值得投入更多的算力來取得更高的壓縮率，以降低熱度視頻的帶寬成本。
值得注意的是，目前常見的視頻業務，主要采用的就是 5fps、30fps 以及附近的轉碼速度檔位，因此這兩項指标對于實際業務性能和成本至關重要。
而在 5 fps 和 30 fps 相關的 10 項指标中，騰訊符合最新一代視頻編碼标準 H.266/VVC 的 Tencent266 編碼器全部位列第一。在 1 fps 中，Tencent266 也拿下兩項指标第一。
在視頻編解碼領網域最為常用的 PSNR（峰值信噪比）指标，以及業界常用來評判用户實際觀感的 VMAF-NEG 指标中，Tencent266 也全部位列第一。
在本次比賽 H.266 賽道中，Tencent266 獲得了三個速度檔位 15 項關鍵指标全部第一。H.266/VVC 是目前最先進、壓縮率最高的視頻編碼标準，本次 Tencent266 在 H.266 賽道取得全面第一充分展現了 Tencent266 的技術先進性。
具體壓縮效果對比如下：
以 PSNR 指标為例，Tencent266 編碼器在 1 fps、5 fps、30 fps 這 3 個速度檔位上，相比于 x265 編碼器，可以分别節省 50%、53%、52% 的帶寬。
所以，騰訊團隊究竟做了哪些技術準備，最終才在一眾大廠團隊中脱穎而出拿下冠軍？
自研 300+ 算法，搞定 3 大環節
要想了解這一切，還得先從冠軍團隊采用的H.266 标準説起。
H.266，又稱為多功能影像編碼 VVC（Versatile Video Coding），是繼 H.264 和 H.265 之後的新一代視頻壓縮标準。
新的視頻壓縮标準出現，往往意味着新一代視頻編解碼技術的變革——
如H.262推動了數字電視落地、H.264讓互聯網也充滿視頻，H.266不僅将視頻分辨率從 4k 提升至 8k、視頻類型還支持了 360 ° 全景……
但新标準的出現，并不意味着視頻各行業就會立刻迎來 " 技術大更新 "。
畢竟對視頻内容生產平台而言，是否支持最新一代标準，還得先評估一波編解碼產品落地成熟度；對各開發廠商而言，更是需要考慮新标準的技術專利費等問題，一不留神就容易被 " 卡脖子 " ……
為了推動新一代視頻編解碼技術的落地，從制定标準開始、到編解碼器的研發、再到產品應用落地，騰訊決定每一步都 " 親自上陣 "。
首先是在标準制定上，騰訊不僅參與其中，還貢獻了一波技術創新 " 點子 "。
一方面，在負責開發 H.266/VVC 标準的聯合視頻專家組 JVET 中，騰訊多媒體實驗室的研究人員擔任了多個關鍵職位，如參考軟體聯合主席等；
多媒體實驗室負責人劉杉博士，還擔任了 H.266/VVC 标準的聯合主編。
另一方面，騰訊還深度參與了 H.266/VVC 的标準制定，提交的技術提案中，光是被采納的就有 100 餘項，數量在德國知識產權平台 IPlytics 上顯示位于世界前列。
△來源于 IPlytics
最終，H.266/VVC 标準相較上一代 H.265/HEVC 标準，在主觀視頻質量相同的前提下，成功将碼率降低了近 50% ——視頻傳輸數據更少，觀看效果卻完全不變。
BUT，光是參與制定标準還遠遠不夠，距離落地還有相當的距離。
在參與制定過程中騰訊發現，相比 H.265/HEVC 标準，H.266/VVC 标準雖然增加了不少新的視頻壓縮工具、大幅提升了壓縮率，但同時也帶來了更高的編碼復雜度。
光是 H.266/VVC 參考軟體 VTM，其編碼復雜度就是 H.265 參考軟體 HM 的 8 倍多，還有不少可優化空間。
（這就類似裝修時的模範房，雖然也能住，但畢竟沒有自己設計得舒服）
因此接下來，就必須自研 H.266 視頻編解碼器了。
這其中的核心難點又在于編碼器（也是這次比賽的重點）。
畢竟相較只需 " 瘋狂加速 " 的解碼器，編碼器不僅得考慮 " 加速 "，還得考慮壓縮率。
鑑于已有的編碼工具非常多、壓縮率收益和復雜度也各異，直接使用已有技術 or 軟體又可能被 " 卡脖子 "，騰訊團隊幹脆從 0 到 1 自己打造了一整個編碼器。
這個自研編碼器，也就是我們看到的 Tencent266。
為了打造它，團隊前後一共設計了 300 多種編碼加速和質量優化算法，在提升壓縮速度的同時也能提升視頻壓縮率和主觀質量。
以 H.266 标準中的多類型樹（MTT）為例。這種結構雖然能提升壓縮性能，但卻增加了不少編碼復雜度。
為此，團隊提取并評估了像素特征與分塊模式的關系，配合編碼信息累計提出了好幾十種方法對多類型樹進行 " 修剪 " 加速。
實測表明，這種方法在壓縮性能損失小于 4% 的情況下，成功将編碼速度提升 8 倍以上。
此外，團隊還對代碼和内存結構進行了精心設計，并配合深度優化的匯編代碼，來進一步提升壓縮速度。
當然，在這次比賽之外，團隊也有自研的Tencent266解碼器，同時也在不斷提升其效率。
△O266 是騰訊内部對 Tencent266 的簡稱
最後，即使自研出了 Tencent266 編解碼器，還得有 " 用武之地 "，也就是将它真正落地到產品上去。
因此，在技術打磨上，團隊繼續不斷提升 Tencent266 的編碼速率，過去一年多裏将它提速了 30 多倍，并在這次的 MSU 比賽中取得十幾個賽道領先的成績。
在產品落地上，Tencent266 也早已在 2021 年 7 月就上線騰訊雲，成為全球首家支持新一代國際視頻編解碼标準 H.266 的雲廠商；
2023 年 2 月，Tencent266 又上線了騰訊雲直播，成為業界首個支持 H.266 直播的雲廠商。
總體來看，從視頻編解碼行業的制定标準、技術研發到產品落地，騰訊這次都走在了世界前列。
那麼，在這項技術上取得突破，對于我們的日常生活乃至各行各業而言，又有着什麼樣的意義？
不止是刷視頻看直播更 " 爽 "
或許可以從三個角度來看待這件事。
首先，對日常生活而言，最直觀的感受就是，看視頻和看直播能變得更絲滑流暢了。
以我們看視頻的分辨率為例。分辨率更高、畫面更清晰的視頻，需求的數據量也會更高，如 8k 視頻更清晰，但檔案通常比 4k 視頻更大。
正如 H.265 标準推動了 4k 視頻落地一樣，H.266 标準就是為了更好地支持 8k 視頻而出現。
如何在觀看高畫質視頻的同時、還能保證更多設備 " 不卡 "，就是視頻編解碼器技術發揮作用的關鍵。
随着這項技術的成熟落地，未來在更多設備上縱享 8k 視頻絲滑也不是夢。
而對視頻產業來説，則意味着無論是視頻轉碼、還是直播，市面上能為各種視頻業務提供不同速度檔位服務的產品已經出現，并具備全面落地能力。
以點播和直播為例，這兩者是視頻編解碼技術的核心應用場景，但各自對于編碼速度和編碼延時的需求都不相同。
點播業務更關注編碼器的壓縮能力，相較編碼速度，更關注壓縮率和畫質的情況；
直播業務則不止關注壓縮能力，還需要編碼速度穩定達到視頻幀率以避免卡頓，同時互動式直播場景還需要極低的編碼延時來保證互動可行性。
因此，如何在盡可能節省成本的情況下，為不同視頻業務提供不同速度檔位的服務，讓大家 " 更省錢看得更爽 "，正是視頻編解碼技術致力于解決的難題。
如今，最新上線的 Tencent266 已經支持 1080p 的直播能力，未來還能被拓寬到所有直播場景中。
當然，騰訊自己也有充足的落地需求。比如在騰訊視頻看電視劇，就會大量用到視頻編解碼技術。
最後，對于科技領網域而言，更是一次重要突破，意味着國内在整個視頻标準這塊不再會被 " 卡脖子 "。
此前，國際主流視頻标準一直被國外廠商 " 攻占 "。
作為各廠商之間一種通用的視頻規範，視頻編碼标準的編寫，往往意味着核心技術的掌控。國際行業巨頭如三星、索尼、愛立信等公司，一度從中收取了巨額專利費用。
當時，國内不少企業由于不具備相關視頻标準專利，往往不得不化身 " 打工人 "、給這些國際大廠繳納專利費，90 年代 VCD、DVD 企業就是如此。
不僅如此，這類技術專利的過度收費也會阻礙技術的進一步推進落地，反過來影響用户的使用。
為了在音視頻技術上取得突破、真正掌握相關領網域的國際話語權，這些年來騰訊一直在大力投入并發展相關技術方向。
不僅于 2017 年成立了騰訊多媒體實驗室，而且還請來了多媒體方向的大牛劉杉坐鎮。
劉杉博士本科畢業于清華大學電子工程系，在美國南加州大學取得碩博學位，曾在多家國際知名企業擔任高級技術和管理職位職務，現任騰訊雲副總裁、騰訊多媒體實驗室總經理、騰訊視頻智能創作與内容平台部副總經理、騰訊傑出科學家。
她帶領團隊在國際标準 H.266/VVC、MPEG-5 EVC、MPEG PCC、MPEG Systems、IETF、3GPP、國家标準 AVS2 & AVS3、開放媒體聯盟（AOMedia）标準 AV2 等的制定，取得突破性成果。
同時，劉杉團隊将包含編解碼在内的多項多媒體核心技術，實現并應用于眾多騰訊產品，并通過騰訊雲，騰訊視頻，騰訊遊戲等廣泛業務服務全球億級用户，創造巨大的商業和社會價值。
劉杉博士表示：
騰訊（多媒體實驗室）将繼續推動多媒體及相關領網域的國際和國家标準制定，打造音視頻、互動沉浸和智能媒體核心能力矩陣，基于核心能力的產品實現，通過騰訊業務平台服務全球用户、助力各行業發展并踐行科技向善。
如今，随着騰訊等更多國内廠商加入到 H.266 标準制定、完成技術研發和產品落地這一行動中來，被國外巨頭支配的視頻标準時代已經 " 一去不復返 "。
不僅是騰訊，國内包括阿裏、華為、字節、快手等各大頭部廠商，都已經紛紛推出各自的 H.266 方案，加速推進這一視頻編解碼标準的落地。
未來随着這項技術的進一步落地，距離國内引領視頻技術标準的時代，或許也不遠了。
— 完 —
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