干货 |　H.265技术在短视频的应用及未来前景

作者：姜生。现担任PPTV&苏宁体育编解码内核开发高级技术经理。图像编解码、高性能计算出身；从事H.264 decoder 开发与优化， H.265 编码器开发与优化。10年以上音视频媒体开发经验。目前负责H.265 encoder 架构设计与研发工作，承接苏宁集团内部的视频业务，推动视频云平台架构改进，提升服务能力。
短视频是信息的一种新的表达方式，它融合了文字、语音和视频，能够更加直观、立体地满足用户的表达，沟通需求、满足人们之间展示及分享的诉求。最近几年，短视频，呈现井喷式的发展。直播类型的网站中，版权和带宽构成了成本的绝大部分，带宽成本仅次于版权。而对于用户原创类的短视频平台，带宽成本所占比例可能更高。可以想象，在4K乃至6K视频和5G的刺激下，带宽成本可能指数上涨。未来视频平台可能无法承担高昂的带宽成本的窘境。所以节省带宽成了一个重要的需求点。本次深度揭秘PPTV&苏宁体育提升H.265视频压缩率的技术选型和调优方法。
短视频的发展现状特点短视频介绍短视频的运维成本直播类型的网站中，版权和带宽构成了成本的绝大部分，带宽成本仅次于版权。而对于用户原创类的短视频平台，带宽成本所占比例可能更高。可以想象，在4K乃至6K视频和5G的刺激下，带宽成本可能指数上涨。未来视频平台可能无法承担高昂的带宽成本的窘境。

降低成本的方式Encoder : 目前，全网最流行的Codec还是H.264，HEVC占比逐步上升。相比于H.264，HEVC有30%以上的带宽节省。不过受困于复杂的专利授权，HEVC正在面临来自AOM联盟的挑战——AV1。Facebook的测试表明，AV1比x264压缩比提升至少30%，可以与HEVC相抗衡。但是 AV1由于复杂度过高，离实际应用还有一定的距离。
H.265 与 H.264 性能优势码率节省与清晰度

H265 编码架构及工具介绍
H.265与 H.264 结构差异

H265 与 H264 相比编码框架差异H.265 采用混合编解码，结构与H264基本一致，细节不同在于：编码块划分结构：采用CU、 PU 、 TU递归结构并行工具：增加Tile以及WPP 等并行工具，以提高速度滤波器：在去块滤波之后增加了SAO模块编码块划分结构：CU、 PU 、 TU递归结构：SAO对压缩率的贡献

PPTV&苏宁体育降码率技术算法一：序列特性分析

序列特性分析＆架构图
算法一：时段特性分析在实际的编码过程中，转码服务器通常会给每一类视频设置一个固定的码率，然而实际上，同类的视频中，每一个clip序列的视频流的细节和运动特点各不相同，在相同的清晰度条件下，所需的码率是不一样的，为了克服这个问题，PPTV&苏宁体育根据每一个视频的特点来动态分配码率，达到节省码率的目的。 实现方法：根据pass1得到的平均QP和该档次复杂视频编码得到的QP两个参数预估视频的复杂度，然后根据视频复杂度和当前设定的目标码率，确定pass2的最终目标码率。该算法在不改变码率分配算法流程的基础上，可以有效降低视频码率。可行性分析：分析：不同内容，同分辨率，不同源片码率情况下的pass1得出的QP随目标比特的变化如左。从图中可以看到，不同视频内容相同源片码率相同分辨率下pass1得出的QP随目标比特的变化差异很大，且在不同源片码率下，序列的分布基本相同，并且同源片码率的情况下越复杂的视频序列pass1编码后对应的QP越大，这就验证了我们算法假设的正确性。Bitrate-QP 曲线拟合：
视频复杂度示意图测试最复杂3个、5个和8个视频序列。然后使用matlab对其拟合，得到最佳的模型。其中1920×1080-3表示视频序列编码的分辨率为1920×1080，且使用25个视频序列中最复杂度的3个视频序列进行拟合的模型，其余类似。曲线拟合开发云主机域名效果分析上图，高分辨率的情况下，选择3个、5个和8个最复杂度的视频序列得到复杂度曲线非常接近；低分辨率的情况下，选择3个、5个和8个最复杂度的视频序列得到复杂度曲线在3000 kbps 以下非常接近；设定码率现在，需要解决的就是设定目标码率为k时，视频序列 pass1 编码后得出的量化参数 如何根据最复杂的视频序列复杂度 分配合适的目标码率。一共提出了10个模型，其中下面的模型最佳：降码率效果
未来展望PPTV&苏宁体育事业部，将来会把图像的主观评分引入到编码器中，作为码率控制的参考因素，这样是图像质量和码率都得到良好的控制。苏宁旗下子品牌苏宁视频云已累计服务客户超过2000个；苏宁视频云凭借PPTV 十年媒体技术和服务经验，融合流媒体技术、P2P、CDN 分发、海量存储、安全策略等构建的专注视频领域的一站式SaaS 服务平台。苏宁视频云集视频云直播、云点播、云上传、云转码、云存储、云统计等功能于一体，多平台全方位支持客户各种视频场景的业务需求。

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