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腾讯杰出科学家刘杉:预计2022年超82%的互联网流量来自视频

  • 时间:2019-11-09 03:49:22 | 引流推广 | 作者:满分网
  • 【TechWeb】11月6日消息,在Techo开发者大会上,腾讯卓越科学家、多媒体试验室总经理刘杉分享了腾讯多媒体试验室的最新成绩与思索,在谈及当前互联网流量的起源分布时,刘杉示意,估量2022年超越82%的互联网流量将来自于视频或许蕴含视频的运用,而这一增长趋向蕴涵着渺小的商业价值。

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    视频编解码技术听起来业余难懂,可是它的运用却与人当下的感官体验有着亲密衔接。比如公众日常接触的腾讯视频、微视、微信、QQ等与视频密切相干的产品,还是其余互联网公司每天发生的视频内容,都是以紧缩的方式流传的。而视频紧缩即视频编解码,它的效率,间接影响到一个产品或许一套处置打算的效率、老本、质量,甚至是成败。

    虽然紧缩效率非常重要,但并不是一切人都在利用紧缩效率最高的编解码格局,由于不同的运用场景对视频编解码器的须要并重有所不同。刘杉示意,在品质、提前和带宽或许老本之间寻觅一个最优平衡点是腾讯多媒体试验室致力的方向和指标。

    以云游戏为例,在线游戏行业千亿市场,但云游戏商业化面临的事实应战是它的高老本。云游戏是以云计算为基础的游戏模式,刘杉示意对其老本结构停止拆解后发现,云游戏最大一块成本来自于带宽 34%,其次是GPU 27%。“视频编码器的优化将有助于大大升高云游戏的带宽老本,推进云游戏商业化,”刘杉示意,“腾讯多媒体试验室已经和正在利用的视频编解码器优化战略。比如,启用更高效率编解码格局,对硬件编码器停止优化,针对不同游戏场景优化编码工具集利用,同时反对多格局软件硬件编码器并根据内容和分辨率停止切换,静态编码码率战略,ROI编码和网络自顺应编码技术,硬件解码渲染一体化等。”

    无论视频流量的持续增长还是云游戏的商业化,当前都侧面临着一个历史性风口浪尖,即5G。刘杉以为,5G网络提供给咱们超强的带宽,超低的提前,使得更多的运用触手可及。在5G的影响下,媒体内容的消费、获取和流传模式都在发作变动。“无论是4K/8K,还是VR/AR/MR/点云,这些在过去由于受限于网络带宽的运用,在5G的推进下能够会迎来打破。而5G的低提前个性还将波及医疗和其余一些倚赖高速衔接和互动的畛域,例如远程手术和被动驾驶等。此外,刘杉以为,在万物互联的5G时代,媒体的智能化已经成为不可阻挠的趋向和开展方向,人工智能技术成为媒体融合重要的技术手腕和工具。

    以下为刘杉演讲全文:

    尊崇的各位指导、女士们、学生们,上午好。欢迎离开北京,离开Techo开发者大会。我是刘杉,来自腾讯多媒体试验室。今天要和大家分享的标题是“视频编解码技术的演进和运用”。

    视频编解码作为一个钻研或许研发畛域已经存在了一些年,大家并不陌生。无论是从早期的数字电视时代,还是到起初的OTT和如今的万物互联,技术在持续演进,然而重要性素来不曾扭转。今天宿愿和大家一同对这个经典的课题做一些新的思索。

    2017年以来,视频流量在整个互联网流量的占比不时处于高位。从2017年的75%, 到当前的约80%, 到2022年咱们估量超越82%的互联网流量将来自于视频或许蕴含视频的运用。而整个互联网流量以平均每年26%的速度增长。以2019年为例,每月约200ExaBytes的互联网流量里80% 也就是约160ExaBytes的互联网流量来自于视频。到了2022年,这个数字将会翻倍。这个渺小的数字所代表的商业价值不言而喻。

    作为寰球最大的互联网公司之一,腾讯为寰球互联网流量有很大贡献。而腾讯旗下的很多业务都和视频这一媒体方式密切相干,例如:腾讯视频,微视,和咱们熟知的微信,QQ等等。其中很多是经过视频云对外输出。当然在腾讯之外还有更多互联网公司每天发生渺小的视频内容流量。而一切这些视频内容都是以紧缩的方式流传的。

    视频紧缩,即视频编解码,是数字时代视频运用的一个不可缺少的环节。而视频编解码的效率,间接影响到一个产品或许一套处置打算的效率,老本,质量甚至是成败。所以,在过去三十多年里,寰球很多企业和钻研机构投入渺小资源,研发了许多视频编解码技术,并构成了几代视频编解码标准。其中干流的标准有: ISO/IEC和ITU 制订的国内标准,像咱们熟知的 MPEG-2, H.263, H.264/AVC, H.265/HEVC 和正在制订中的VVC. 腾讯于2018年末尾参加VVC标准制订。迄今为止已经向标准组织提交超越250个技术提案,其中约70个技术提案已被标准采用。腾讯,已经成为国内视频编解码标准制订的主要贡献者之一。

    自H.264/AVC于2003年截稿颁布main profile以来,胜利主导寰球各个畛域视频编解码市场。H.265/HEVC main (main10) profile于2013截稿颁布,其紧缩功用比H.264/AVC提高约40%,然而因为比较简单和具备必定不确定性的专利收费政策,至今还不能像H.264/AVC一样主导寰球市场。

    与此同时(2015),Google,Mozilla, Cisco等公司动员创立了开源标准AOMedia,努力于树立免费的(或许专利友好的)的视频编解码标准,于2018年颁布了第一代开源视频编解码标准AV1. 腾讯在九月正式退出AOMdia,是第一家也是迄今为止惟逐一家成为 AOMedia 董事会成员的中国公司。腾讯将和其余AOMedia成员公司一同拓倒退原生态,推进AV1商业化,并树立下一代开源视频编解码标准。

    当然同时,咱们也大力投入国标AVS的树立,推行,和运用落地。

    在过去三十年里,视频编解码技术始终演进,从MPEG-2, 到H.264/AVC, 再到H.265/HEVC 和VVC; 开源侧从VP8到VP9, 再到AV1,咱们可能看到视频编解码的架构变得愈加简单,承载的技术愈加丰盛,主要体如今几个方面,比如 编码,预测和变换单元以及树结构的拓展,帧内预测,帧间预测,变换与反变换,环路滤波和熵编码。这些技术的演化都使得紧缩效率始终降职,当然同时,计算简单度也随之添加。

    将几个干流视频编解码格局的紧缩效率做个简略对比。测试结果来自于开源软件x264, x265, libvpx, libaom的最佳品质设置,在constant QP形式下对100多个不同分辨率不同场景的测试序列停止编码,取平均值以保障结果的代表性。在等同紧缩品质的情况下,利用几种编解码格局区分对应的bitrate, 基本上,VVC紧缩功用最高,其次是AV1, HEVC和VP9成果相当, 而后是AVC, 这些格局都比经典的MPEG-2紧缩功用有长足的提高。

    上面咱们对如今市场上几种干流视频编解码标准格局做了简略技术回忆和紧缩功用对比。那么是不是一切人都在利用紧缩效率最高的编解码格局呢?答案是No. 这里有一份第三方考查报告,显示了当前市场上各类编解码器的部署情况。咱们可能看到,H.264/AVC仍然是干流,其次是H.265/HEVC。Legacy MPEG-2编解码器尚有必定利用率,然而在未来会逐渐被取代。同时,开源编解码器VP9和AV1的部署将会大幅度增长。

    不同的运用场景对视频编解码器的须要并重有所不同。有些运用场景,比如长视频影视类点播,通常会要求高画面质量而对提前不做过多要求。而另外一些场景比如直播和实时音视频通话等运用对提前的要求就比较高。依照ITU G.114倡导,关于好的通话品质,单向端到端提前应不大于150ms。假设时延在200~400ms, 通话的交互性比较差, 然而尚可接受。时延大于400ms, 则无奈反常交互。而游戏对提前的要求更是厚道,通常要求端到端提前小于60ms 甚至更低。

    而值得留意的是,上面说的数字都是端到端的提前。而视频从采集到播放的整个链路里蕴含端上解决提前,端到效劳器提前,以及效劳器之间传输,排队和效劳解决等提前。视频编解码提前只是端上解决提前的一部分。这就象征着,要到达低提前运用和业务的要求,咱们的视频编解码运转速度需求很快。

    在品质,提前和带宽或许老本之间寻觅一个最优平衡点是咱们致力的方向和指标。

    咱们都知道软件编码器具备灵敏的长处,可能到达更高的编码品质。然而它的一个缺陷是速度慢,尤其是在紧缩高分辨率内容的时分。所以关于低提前尤其是超低提前的运用场景,咱们多驳回硬件编码器。这里咱们举一个云游戏的例子。云游戏是以云计算为基础的游戏模式,在云游戏的运转形式下,一切游戏都在效劳器端运转,并将渲染终了后的游戏画面紧缩后经过网络传送给用户。在客户端,用户的游戏设施不需求任何高端解决器和显卡,只有要视频解紧缩才干就可能了。

    在线游戏行业千亿市场,各行业巨头在云游戏方向重兵投入。今年三月谷歌的云游戏平台Stadia正式登场,并方案于11月在寰球多地上线。Microsoft正在踊跃准备停止先期测试,Sony也在进一步加强云游戏效劳才干。腾讯已投入规划START云游戏平台,并在今年4-5月间正式开启了Start内测预定。假设腾讯的云游戏效劳可以胜利的话,将会对国际游戏行业发生极为深远的影响。

    云游戏商业化面临的一个应战是它的高老本。这里咱们有一个大抵的老本拆分。咱们可能看到拆分之下,最大一块成本来自于带宽 34%,其次是GPU 27%. 为了推进云游戏商业化,相干业务部门在2020年里宿愿可能将老本升高一半。在之后的每一年还会有更多的成比例的老本降落。而在2020年里带宽老本方案降落67%, 这其中绝大部分会来自于视频编码器的优化。

    这里简略列举了一些咱们已经和正在利用的视频编解码器优化战略,包含:启用更高效率编解码格局,对硬件编码器停止优化:针对不同游戏场景优化编码工具集利用,同时反对多格局软件硬件编码器并根据内容和分辨率停止切换,静态编码码率战略,ROI编码和网络自顺应编码技术,硬件解码渲染一体化,等。在过去的几个月里,咱们针对nvidia, intel, amd, android, iOS 等硬件平台和编解码器区分做了优化,到达节俭省30%带宽。尤其是硬件解码和渲染一体化,很大程度升高了解码端提前和功耗。

    咱们正在进入5G时代。5G网络提供给咱们超强的带宽,超低的提前,使得更多的运用触手可及,也使得万物互联成为能够。在5G的影响下,媒体内容的消费,获取和流传模式都在发作变动。无论是4K/8K,还是VR/AR/MR/点云,这些在过去由于受限于网络带宽的运用,在5G的推进下能够会迎来打破。而5G的低提前个性还将波及医疗和其余一些倚赖高速衔接和互动的畛域,例如远程手术和被动驾驶。

    在超高清视频方面,带宽的占用随视频分辨率,bitdepth和帧率等目的的降职成倍增长。互联网流量数据显示,在2017年标清和高清视频内容大概各占一半。在2019年也就是目前标清内容占比降落到大概1/3, 高清内容成为干流,超高清内容占比末尾攀升。到2022年咱们估量超高清内容占比会进一步降职到约总流量的1/4. 超高清视频内容的紧缩,关于视频编解码器的品质和功用都有更高的要求。

    互动沉迷式媒体是又一个被5G强推进的畛域。根据中国产业信息网,中国VR内容市场自2016年以来持续以每年2-3倍的速度增长。运用产业链迅速裁减,尤其是在亚太地域开展更为迅猛。互动沉迷式媒体的运用畛域非常宽泛,渗透到例如文旅,教育,影视和泛文娱,平安,零售等很多垂直行业。在今年九月腾讯推出的一部手机游云南里就蕴含了VR导览这一元素。

    一个高品质高效率的互动VR系统蕴含了从采集拼接,解决,紧缩,传输,到解紧缩,后解决,渲染和交互等端到端多个技术模块。里面蕴含的技术有投影技术,采集拼接技术,FOV技术,自顺应传输技术(包含Tile 切块,自顺应码率,自顺应分辨率,自顺应主主观品质等)触及的传输协定有HLS, DASH, WebRTC等。由于VR视频占用的带宽能够高达个别高清视频带宽的几十倍,高效率的VR视频编解码器即使在5G时代也仍然是必需的。

    在万物互联的5G时代,媒体的智能化已经成为不可阻挠的趋向和开展方向,人工智能技术成为媒体融合重要的技术手腕和工具。在不久前的十一庆典中,腾讯多媒体试验室联结腾讯视频和腾讯云推出的AI智能云剪辑,在最短时间内将月饼盛典中精彩片段停止拆分和剪辑。腾讯多媒体试验室和腾讯云正在研发的智能场记处置打算,旨在使用深度学习技术联合信号解决理论,对视频内容停止初级语义理解,并已经在体育赛事等场景取得阶段性成绩。

    最后我想用半分钟时间简略引见一下腾讯多媒体试验室。

    作为腾讯云的一个重要技术输出方和亲密协作同伴,腾讯多媒体试验室专一于多媒体和相干畛域的前沿技术探求、研发和产品落地,蕴含音视频编解码、网络传输和实时通讯,基于信号解决和深度学习的多媒体内容分析、理解、解决和品质评价,沉迷式媒体(VR、AR、点云等)系统设计和端到端处置打算;同时担任国内国外行业标准制订,蕴含多媒体数据紧缩,网络传输协定,多媒体系统和开源平台等。

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