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腾讯自研软件编码器O264RT的“秘密武器”


拥有自研编码器越来越成为视频产品硬核技术实力比拼的关键。


目前,H.264/AVC标准虽然在视频应用场景应用最广、兼容性最高,但因为其开源协议对商业软件不友好,往往会带来昂贵的软件授权费用,让众多企业望而却步。


为此,腾讯多媒体实验室推出了自研O264RT编码器并进行了深度优化,同时与腾讯云TRTC团队合作,保障TRTC在任何条件下都可以提供当前场景下"最低延时"与“最优质量”的视频体验。


让我们来看看O264RT编码器的“秘密武器”:


武器一:
低耗极速,对比x264,CPU消耗降低20%


TRTC面向的是实时性较高的应用场景,且终端设备多样,性能参差不齐,对CPU消耗和延时非常敏感。O264RT完善了低延时模式,并通过优化多个编码内核工具集,对编码器进行加速,节省CPU开销。通过工程师的不断优化,O264RT的CPU消耗同比x264低20%左右,在提供更高质量视频同时具备了实时性高和性能消耗低的优点。


图 1 :x264与O264RT CPU消耗对比


武器二:
高效优质,屏幕分享场景,带宽节省超25%


x264 的定位是通用编码器,所以很多细分场景的优化并没有做到极致,而 O264RT专门针对 TRTC 所专注的实时音视频场景进行了为期两年的专项优化,对码控、模式决策、RDO等模块均进行了极致优化。目前在摄像头和屏幕分享两个场景下的优化效果尤其显著,编码效率和编码速度方面均优于x264。针对摄像头采集场景,O264RT能在比x264快20%的情况下,额外带来13%左右的带宽节省。


图 2:x264与O264RT 摄像头采集场景性能对比


此外,为了提供不同场景下的最优视频体验,O264RT更新增实现了ROI与屏幕编码技术,其中,屏幕编码技术更在2021年数博会在全球560个项目中脱颖而出,荣获黑科技大奖。


编码ROI功能是在优化码率在重要信息上的分配效率,将人眼感兴趣的区域编码的更清晰。对于ROI区域,O264RT支持外部传入以及内部检测两种模式——如果外部有美颜等前处理模块可使用外部传入模式,避免重复计算;对于大多数的场景,外部并不存在ROI检测结果,此时可以开启耗时极低的内部检测算法,节省计算资源的同时也能提升编码画质。


依据当前实测结果,O264RT通过实现ROI技术,在低码率下能显著提升主观质量,在高码率下保证画质相同的情况下节省20%左右的带宽。

图 3:ROI效果对比 (左)x264 (右) O264RT

在屏幕分享场景,O264RT也作了大量针对性优化,使其在提升画质的同时节省25%以上带宽,同时相比x264更有7%的加速。


图 4:x264与O264RT 屏幕内容场景性能对比


图 5:屏幕内容场景相同码率编码效果对比 (左) x264 (右) O264RT


图 6:数博会获奖证书


武器三:
弱网环境下,依然有效传输视频数据


视频作为二维信息相比于音频数据能传递的信息更多,理论上所需传递信息的带宽也更高,这不仅对编码器压缩性有极高的要求,同时因为信息量大,在弱网下丢包的机率相对更高,因此对在编码时如果在高压缩率的同时最大化弱网抗性也是O264RT所研发的重要方向。当前O264RT增加了智能参考帧和SVC功能,在弱网环境下依然可以有效地传输视频数据。


图 7:SVC示意图


当然,据派派了解,O264RT的“秘密武器”远远不止低耗极速、高效优质、弱网保障,还有一大利器就是可以支持Linux、Windows、 MacOS、Android、 iOS等平台,TRTC用户在任何场景、任何时间、任何平台都可以有效地节省带宽成本,带来更高清、延迟更低的体验。



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