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阿里云自研编码器 Ali266 于 2022 年 1 月在优酷正式上线，这是已知的业界首个 H.266/VVC 规范的编码器商用落地我的项目。通过两个月的理论运行数据显示，开启 Ali266 后，等同画面清晰度的状况下比原 H.265/HEVC 计划码率最高节俭 40%，卡顿率升高 50%，充分证明了 Ali266 的商用价值。
这是已知的全世界最快的 H.266/VVC 编码器
Ali266，是阿里云基于最新一代国内视频编码标准 H.266/VVC 所打造的面向点播、直播、实时通信等不同场景的编解码实现。基于 Ali266 演变而来的自研 H.266/VVC 编码器 S266 在 MSU2021（世界编码器大赛）上获得了主观赛道 8 项第一，主观赛道冠军的优异成绩。从已公开的材料可知，Ali266 是目前全世界最快的 H.266/VVC 实时高清编码器，联合自研的 H.266/VVC 解码器，即便是中低端手机也可清晰流畅地观看最新的 H.266/VVC 高清视频。
Ali266 首次商用，助力优酷
阿里云始终在摸索推动 Ali266 的商用之路，2022 年 1 月 Ali266 在优酷正式上线，助力优酷率先用上了国内最新的 H.266/VVC 视频编解码规范。通过近 2 个月的理论运行显示，开启 Ali266 后，等同画面清晰度的状况下比原 H.265/HEVC 计划码率最高节俭 40%，卡顿率升高 50%，在老本和用户体验上取得显著收益，充分证明 Ali266 的商用能力。
阿里云凭借在视频编解码畛域的深耕和积攒，致力于推动 H.266/VVC 规范的实用化和最新科技成果的普惠化。优酷是中国当先的在线视频平台，现反对 PC、电视、挪动三大终端，兼具版权、自制、合制、自频道、直播等多种内容状态，致力于用更丰盛的口碑内容、更极致的视听体验、更翻新的互动玩法。
提供这些利用体验的背地，是一系列非常复杂的技术，其中最外围、最根底的技术之一，就是视频编解码技术。为此，阿里云与优酷团队密切合作，将 Ali266 首次商用落地，第一工夫上线国内最新公布的新一代视频编解码规范 H.266/VVC，让优酷充沛享受视频编解码规范降级带来的技术红利。
H.266/VVC 规范的由来
说起 H.266/VVC 规范的由来，不得不提国内上的两大巨头：国际标准化组织及国际电工委员会 ISO/IEC 旗下的动静图像专家组 MPEG（Moving Picture Experts Group）和国际电信联盟电信规范分局 ITU-T 旗下的视频编码专家组 VCEG（Video Coding Experts Group）。这两大巨头从 20 世纪 90 年代初别离公布第一代视频编解码规范 MPEG- 1 和 H.261 开始，经验了 30 多年的工夫。大家所熟知的 H.264/AVC、H.265/HEVC，都是两大巨头通力合作的成绩。
继 2013 年公布 H.265/HEVC 以来，两大国际标准化组织 ITU- T 和 ISO/IEC 持续强强联合，于 2020 年 7 月公布 H.266/VVC 的第一个正式版本。如图 1 所示，H.266/VVC 在包含图像分块、预测、变换、量化、熵编码和环路滤波等环节提供了多项先进的视频编码工具，较上一代 H.265/HEVC 规范，其压缩率大概进步了一倍。
图 1：H.266/VVC 底层技术
在叶琰博士的率领下，阿里云从 2019 年年初开始深度参加制订 H.266/VVC 规范的制订。历时一年半的工夫共提交了近 100 篇技术提案，并有多项技术提案失去驳回，为国际标准的制订做出了重要奉献，也为阿里巴巴的业务倒退建设了松软的技术根底。在 H.266/VVC 的制订过程中，阿里云规范团队成员也负责了多个专题讨论组（AHG）和多个外围试验的负责人，在国际标准舞台上收回中国视频产业界的声音。
Ali266：残缺的 H.266/VVC 实时高清编解码能力
在紧跟 H.266/VVC 的标准化过程的同时，阿里云也第一工夫启动了 Ali266 编解码器的开发我的项目，打造残缺的自成一体的编解码能力，更好地关上端到端的生态，为业界提供新一代视频编解码解决方案。
在解码端，Ali266 解码器通过多核并行、汇编优化、内存占用和访存效率优化等一系列工程和算法的优化伎俩来进步解码速度。集成 Ali266 解码器的中低端手机也可清晰流畅地观看最新的 H.266/VVC 视频或直播，近几年公布的旗舰机型甚至可反对 4K@30fps 的实时解码。
此外，Ali266 解码器在稳定性、鲁棒性、内存占用等方面充分考虑了商业化软件的需要，通过 Android、iOS 等多款高中低端设施的大规模测试，验证了 Ali266 解码器的鲁棒性、稳定性和可商用性。
在编码端，为满足不同的业务场景需要，Ali266 编码器目前反对 slow、medium、fast 和 faster 四大品位。其中，slow 品位次要实用于离线利用，编码速度与 x265 veryslow 品位相当。
在 MSU 主办的 2021 年世界编码器大赛中，Ali266 slow 品位通过阿里巴巴音视频小组命名为 S266，取得了全高清（FullHD）主观性能赛道 14 项评测指标中的 8 项第一，4 项第二，2 项第三；在主观性能赛道，S266 更是在寰球 16 款参赛编码器中以大比分劣势取得第一，在与 MSU 官网指定的基准编码器 x265 雷同的主观品质下，带宽节俭高达 71%。MSU 大赛结果显示，S266 是惟一一个所有指标都进入前三的编码器，充分证明了 S266 在各指标下全面平衡的编码性能。
为了实现 H.266/VVC 规范的实用化和最新科技成果的普惠化，通过阿里云团队的继续致力，Ali266 于 2021 年 6 月成为业界首个公开 720p 实时高清的 H.266/VVC 编码器，并于同年 9 月成为业界首个公开 1080p 实时高清的 H.266/VVC 编码器。
与 x265 medium 品位相比，在雷同的品质下，Ali266 的 faster 品位获得的带宽节俭高达 40% 以上，为直播和视频会议等实时视频利用带来微小的带宽红利。作为第一个实时高清 H.266/VVC 软件编码器，Ali266 在业界走出了重要的一步，证实了现有的算力平台就能够让用户充沛享受到国内最新规范 H.266/VVC 的弱小压缩能力。
Ali266 首次落地优酷背地的技术计划
挪动端接入计划
优酷播放内核将播放流程高度封装成 Consumer、open Source、open Decoder、openRender 这几个模块。openSource 从网络端拿到原始数据，解复用成音视频 es 数据并进行缓存治理，Consumer 将数据一直的从缓存取出送到 openDecoder，并从 openDecoder 拿到解码后的数据，而后将数据交给 openRender 渲染以及做相干后处理。他们的大抵关系构造如图 2 所示：
图 2：优酷播放器架构及 Ali266 技术计划
openDecoder 与解码器之间的交互如图 3 所示。openDecoder 会将待解码的数据 Send 给解码器，而后从解码器 Receive 解码后的数据，Send 和 Receive 都不 block 播放流程。解码器外部保护输入输出 buffer，Send 将数据 copy 到 input packets，worker 从 input packets 拿数据解码，解码后的数据被存入 output frames，而后 Receive 就能拿到无效数据去渲染。
图 3：优酷播放器与 Ali266 交互细节
优酷播放内核的跨平台、可扩大、高牢靠个性保障了 Ali266 疾速顺利的在优酷平台上落地。播放内核是 native 层开发的，具备人造的跨平台个性，所以接入 Ali266 之后，不须要做太多额定的开发就能够在多个平台迅速公布，这也为 Ali266 疾速在业务端铺量提供了保障。openDecoder 封装了所有解码相干的逻辑，对外只裸露几个简略接口与内核实现逻辑交互，所以要接入 Ali266 软解码器，只须要实现 openDecoder 的要害 api 即可，将解码器与播放器的简单逻辑剥离开来，不便疾速接入新的解码器。播放内核实现了智能平滑丢帧零碎，能够在极其状况下抛弃局部非关键帧从而保障视频画面晦涩播放。借助播放内核欠缺的品质监测零碎，Ali266 的线上播放品质失去全面监测和无效保障，使国内最新一代编解码规范在优酷的降级如丝般顺滑。
服务端接入计划
优酷转码服务端以后反对不同编码器（H.264/AVC、H.265/HEVC 等），不同分辨率（270p 到 8K），不同帧率（25fps/60fps/120fps 等）、不同封装格局（mp4/hls/cmaf 等）等上百种组合形式，服务端能够根据端侧播放能力来下发不同的流数据，来保障用户的体验最优。
在优酷转码零碎中，Ali266 的接入次要包含编码器接入，解码器接入以及封装格局对 H.266/VVC 的反对，所波及的模块与转码流程如下图所示：
图 4：Ali266 接入优酷服务端模块图
封装层：优酷罕用封装格局次要是 MPEG-TS 和 MP4，服务端在 Demux 和 Mux 模块中实现了对 H.266/VVC 码流封装和解封装的反对。
编解码：通过在转码器中对 Ali266Encoder 和 Ali266Decoder 的注册和 API 调用来实现编码和解码的接入。在生产链路中为了正确探测 H.266/VVC 码流参数信息，在 Demux 模块中集成了对 H.266/VVC 码流的 Probe、Parser 能力以及 Ali266Decoder。
为了使 Ali266 编码器可能更好的适应优酷利用场景，优酷服务端与阿里云团队相互协作，做了针对性的适配：
（1）为了晋升 H.266/VVC 视频的播放成果，对编码器反对了编码参数信息反复下发能力，保障了用户快进快退和拖拽播放时的体验。
（2）为了视频的画质与流畅性，对 Ali266Encoder 针对性地做了码率管制优化，在保障视频画质的同时，降低码率稳定，将播放端卡顿率相比 H.265/HEVC 升高了 50%。
（3）为了适配优酷的智能档多清晰度随带宽平滑切换，在 Ali266Encoder 中对工夫戳解决进行优化，使得音视频工夫戳与其余格局码流（H.264/AVC、H.265/HEVC）保持一致，确保了优酷智能档无缝自适应切换。
（4）实现了优酷现有 MP4/MPEG-TS 的流媒体封装格局对 H.266/VVC 规范的反对。因为 H.266/VVC 规范公布工夫不久，各种媒体解决工具还没有反对对 H.266/VVC 的封装。为此，优酷开发人员依照 MPEG 官网文档，在 MP4 box 与 TS 的 PMT 中应用官网定义的 CodecId，与播放器配合买通了整个生产播放链路。
除此之外，在生产链路中优酷也针对 H.266/VVC 做了分辨率 - 清晰度档位的规格定义，并在播放服务端能够根据端侧反对能力自适应抉择 H.266/VVC 适合档位的视频流下发，使 H.266/VVC 编码在优酷生产播放链路上整体落地，并达到了预期的成果。
业内首款 H.266/VVC 商用落地后果
Ali266 于 2022 年 1 月份在优酷挪动端正式上线，成为目前已知的业界首个 H.266 的商用落地我的项目。上线后截至 3 月 23 日，曾经累计播放超过六十万次。各项指标如下：
• 码率：等同清晰度状况下比 H.265 码率升高高达 40%；
• 体验：等同状况下卡顿率只有 H.265 的 50%，均匀解码耗时在 8ms 左右，稳定性超过 99.95%；
• 功耗：满电可 H.266 软解播放 10 小时，节俭流量达到 1G；
• 内容：涵盖了热门的综艺、电影、电视剧等多种场景，如《古董局中局》、《长津湖》等电影，《麻花特开心》等综艺，《假相》等电视剧。
将来，继续进化 Ali266 的商用之路
据理解，联发科在 2021 年下半年公布了寰球首款 7nm 工艺制程打造的电视 SoC 芯片 Pentonic 2000，也是世界首批反对 H.266/VVC 视频解码的芯片，具备 8K/120Hz 的解码能力。这对于欠缺 H.266 的生态，是个微小的助力。能够说，H.266/VVC 不是未来时，而是实实在在进入了当初进行时。
Ali266 紧扣最新技术发展趋势，与音视频产业紧密结合，不仅给优酷提供了业界当先的编解码技术，也赋予了业务更多的可能性。为了进一步满足对优酷丰盛的内容状态及业务场景的反对，开掘新技术带来的红利，促成视频产业一直向前倒退，接下来阿里云将会与优酷一起严密单干，针对 10bit HDR、优酷自在视角、超高清 4K~8K、高帧率 60fps~120fps 等视频内容，并从点播场景进一步拓展到直播场景，继续继续推动 H.266/VVC 编解码的技术创新，一直摸索翻新音视频技术，增强其在更多视频利用、更多终端设备上的普适性，将更多的技术普惠到宽广消费者，赋能千行百业的视频化需要，催生新兴产品状态和业务模式，为观众带来更极致的视听体验和更翻新的互动玩法。
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