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腾讯香农编码器,尽享高清视频体验

腾讯香农编码器,尽享高清视频体验

这里给大家推荐一款高清视频编码利器——腾讯自主研发的香农编码器(Tencent Shannon Encoder,简称T265)。在莫斯科国立大学主办的2018世界视频编码器大赛(MSU codec comparison)中,香农编码器从众多编码器中脱颖而出,继在客观指标取得优异成绩后,经过主办方严格的人眼主观测试,取得人眼主观质量评测的冠军:

HEVC Video Codecs Comparison 2018www.compression.ru图标
图1 MSU发布的腾讯香农编码器的性能测试结果

衡量一个编码器的优劣是一件非常复杂的事情,涉及编码质量,速度和质量平衡以及码控平稳度等多个指标,受多种因素影响。下面结合大赛的测评报告,对香农编码器做三点评述。

注重SSIM与PSNR的均衡

在MSU的编码质量测评中,使用了SSIM 和PSNR两种客观指标,其中SSIM指标侧重于衡量编码视频图像和原视频图像之间的结构相似性,而PSNR指标侧重于衡量编码视频图像相对原视频图像的保真度。为了保证编码视频图像的主观质量,一般需要保证SSIM和PSNR两者间的均衡,避免导致意外的主观质量问题。如图2所示,中间和右边的图像虽然PSNR一样,但右边图像有严重块效应,主观质量很差,这里SSIM指标比PSNR指标更好地反映了主观质量;而如图3所示,中间和右边图像SSIM一样,但右边图像有像素块像素值完全反转的严重失真,主观质量差得多,这里PSNR指标比SSIM指标更好地反映了主观质量。

图2 编码PSNR相同,SSIM不同的情况
图3 编码SSIM相同,PSNR不同的情况

腾讯香农编码器在优化过程中综合考虑了PSNR和SSIM模型的特点,在算法设计实现中采取了两者比较均衡的策略,给用户带来较好的主观视觉体验。

图4 香农编码器PSNR和SSIM排名

侧重中低码率的互联网应用

在MSU的测评中所有测试序列的编码码率段都主要集中在1~12Mbps,甚至更高码率上,而互联网视频应用中编码码率段基本集中在1~6Mbps之间。腾讯香农编码器作为一款主要服务于互联网视频应用的编码器,在优化时也更关注于1~6Mbps中低码率段,由MSU测评的数据可以得到如下中低码率段的排名和全码率段的排名对比,香农编码器在中低码率段更有优势。

图5 Playground序列全码率段RD曲线
图6 中低码率段部分编码器排名

编码鲁棒性

MSU根据时间复杂度和空间复杂度选择了迥异的测试序列,这些测试序列基本涵盖了各种场景,用来测试编码器对各种场景的编码适应能力。香农编码器通过更合理的码率分配策略,将码控精度控制在5%以内的同时,还额外节省了超过6%的带宽。其编码的鲁棒性表现也还不错,如下图所示,对于典型测试序列Sea Sunrise,当许多编码器的RD曲线都出现异常的时候,香农编码器的RD曲线不但正常,压缩性能也超过竞品。测试序列的难例挖掘是编码器研发不断迭代过程中的一个难点,香农编码器在编码鲁棒性上还有可提升的空间。

图7 Sea Sunrise RD曲线

总结和展望

腾讯香农编码器在MSU视频编码比赛中经受了检验,无论客观指标,还是主观指标,成绩都非常突出,未来我们在技术上还会持续演进,带来更清晰流畅的视频体验。

编辑于 2018-11-20

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