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金山云如何打造出世界最强视频编码软件

金山云LIVE2018-11-07 10:29:20

早在金山视频云团队成立的初期,H.265这一最新技术标准,就成了金山视频云团队技术攻关的对象。凭借在H.265编码领域的深厚积累,如今的金山云,已成为业界唯一支持移动端H.265实时编码解决方案的云服务商。2016年,在莫斯科国立大学组织的视频编码器大赛中,金山视频云H.265编码软件KingSoft HEVC Encoder(以下简称KSC265)荣膺世界最强视频编码软件称号。在斩获国际大奖的同时,金山云实现了H.265在移动直播、短视频等多个应用场景的落地。

 

荣誉与成就的背后,必然伴着汗水和付出。在近日举办的首届LiveVideoStackCon 2017音视频技术大会上,金山云算法总监朱政发表主题演讲,不仅分享了KSC265在面对客户痛点和疑虑方面特有的解决之道,还首次披露了KSC265研发过程中的种种心得体会。


金山云算法总监朱政发表主题演讲


“屡建奇功”的KSC265

金山视频云在H.265方面的发展可谓突飞猛进。朱政在演讲中列举了KSC265的大事记:2014年5月,金山视频云H.265编码器实时版本速度和压缩性能超过开源的x265,同年11月,KSC265支持某重点视频通话软件上线。2015年6月,KSC265解码器支持Flash播放,而且在大量快速算法上,也有重大突破。同年9月,KSC265首次以veryfast的速度达到了x264的编码速度,可在PC端用直播软件(OBS)进行1080P视频直播,同时,服务端也能进行4K实时转码。

 

2016年8月,金山云H.265编码器在由莫斯科国立大学主办的视频编码器大赛上,获得软件编码器第一的优异成绩,同年12月,在该项赛事中,金山云H.265编码器在4K编码比赛上获得第一名。今年6月,KSC265还为新上线的直播、点播、短视频领域的头部客户,提供测试、解决方案、问题解答等方面的服务。

 

针对视频行业客户的种种痛点,KSC265提出了解决之道。例如,面对H.265标准本身技术复杂度高这一难度最大的问题,金山视频云通过极致优化,将KSC265的复杂度简化至x264的程度。

 

在生态方面,对于浏览器Flash、JS不支持H.265的问题,金山视频云除了在硬件白名单上下功夫以外,也在进行H.264、H.265的双备份,可在支持H.265的平台上使用H.265。金山视频云对H.265软件进行极致优化的同时,积极探索H5环境下的H.265播放。此外,针对播放体验差、带宽成本高、高清内容等痛点,KSC265均提出了相应的解决办法。

 

客户在选用265产品前,也有着担心技术投入大、顾虑功耗和兼容性、担心有单点,无备份链路等疑虑。首先,对于技术投入,KSC265跟x264接口保持一致,而且提供友好的代码示范,尽量在客户原有基础架构上保持最轻量级的介入。

 

在功耗和兼容性上,金山视频云设置硬件白名单,可准确切换软硬件。除此之外,苹果iOS11已全面支持硬件,安卓主流机型硬件覆盖率已大于80%。中低分辨率的编码和高分辨率的解码,采用金山云的H.265,可覆盖所有机型。

 

对于有单点,无备份链路的问题,金山视频云可提供264、H.265双链备份,此外编码器和解码器还可以跟x265、OpenHEVC进行备份。


专注极致和注重细节研发 成就业界领先

金山云KSC265能够解决客户的痛点和疑虑,是因为KSC265从一开始就有扎实的技术功底。此前,开源编码器x264在行业内几乎无人不知,无人不晓,它繁荣了H.264的内容和生态,可以说是最好的H.264编码器。“x264的这些优势,对于我们设计H.265软件,既是压力,更是动力”,朱政介绍说,“例如,设计出来的265软件,一定要比264软件有大幅度的压缩性能的提升,否则265就会没有意义;另一方面,x264本身有各种速度档次,慢速档比快速档的压缩性能好很多,于是我们在当时设定了目标——对标x264各档次速度”。

 

在初始阶段,金山视频云的研发团队随时随地重构,不惧推倒重来,实际上经过了两次“从零开始”,第二次吸取了第一次的经验教训,更加专注极致和注重细节,在工程化方面投入了大量的时间。

 

当时,研发团队的一个基本要求是,所有人都要熟悉所有代码,这是因为需要小团队结对编程,单元测试先行,每一处代码和数据结构都要确保精益求精。在这样的要求下,团队95%的精力甚至一度投入到5%的性能提升上。也正是经过这样的不断试错,快速迭代,研发团队才能一点一点地接近成功。

 

值得一提的是,在研发过程中,作为编码器副产品打造的解码器,反而耗费了团队的大量精力,原因在于团队追求速度的极致,而且解码器要求支持全标准和高鲁棒性。解码器对编码器的优化起着重要的作用,经过钻研,金山视频云KSC265解码器比OpenHEVC平均提速两倍,可实现全标准支持,这是金山视频云在工程方面投入力度大的最好证明。

 

H.265的标准比H.264的标准要复杂得多,对快速算法的要求非常高,据朱政介绍,截止到目前,金山视频云KSC265快速算法超过70个,算法相关的配制参数多达200个,这是KSC265能够领先业界的保障,“这么多的算法不但外界想不到,我们一开始也是没想到的。我们还计划把更多的编码工具,甚至复杂的编码工具都用到快速档次来,然后再设计实现一些非常好的算法,使得压缩性能和速度能够达到更优的性价比”。

 

金山视频云研发团队对于H.265软件的测试十分严格。测试包含两大类,第一大类可以分为两种,即性能测试和正确性测试。第二大类分为四种,即单元测试、CI测试、算法测试、版本迭代测试,其中包括游戏、秀场、短视频、电影等各类场景。

 

更低的带宽成本、更好的用户体验......KSC265不仅能够显示出金山视频云深厚的技术实力,也早已成为了视频客户获取差异化优势的重要选择。秉承着追求极致的初心,为客户创造新价值的理念,KSC265将继续帮助视频行业的客户占领风口,捕捉新的商业机会,结出更多果实。


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