8月25日,视频压缩界享有盛誉的视频编码器大赛成绩揭晓,来自中国金山云的H.265编码软件KingSoft HEVC Encoder(简称KSC265,零开源代码依赖、完全著作权)夺得软件编码器第一、软硬件编码器总成绩第二的好成绩(),这是截至目前中国商用视频编码软件获得的最高国际荣誉。
探秘世界最具影响力的视频编码器大赛
视频压缩,又叫视频编码。它通过时间、空间、视觉和统计冗余去除算法,将原始数字视频信号的传输和存储代价节省了几十倍甚至上百倍。视频编码器的综合性能,包括编码速度(fps,帧/秒)、编码效率(压缩率和编码损失的综合参数)、平台适用性和码率控制(码率平稳度)能力等,一直是工业界和学术界所共同关注的关键指标。
视频编码器大赛(Video Codec Comparison)由MSU(Moscow State University,莫斯科国立大学)组织,是唯一坚持征集各大公司的视频编码器并进行科学比较测试的比赛,自2003年以来连续举行13届,从未中断,是视频编码行业内具有最高影响力的比赛。该项赛事以科学的视频选取、严谨的测试方法和公正公开的测试报告而著称。
以视频选取为例,首先从超过30000个视频的多媒体视频库中人工选择了近千个4K视频,然后通过使用K-MEAN算法对视频的时间和空间复杂度(横轴和纵轴)进行分类。每次比赛时,随机选择红色标记的百余个视频做测试集(见图1),以方便全面比较征集的各大公司的视频编码器,从而保证了比赛结果的高准确性与权威性。
图1. 视频编码器大赛的测试视频选取
性能比肩Intel KSC265更适用于移动终端
首先回顾下去年的赛况,随着最新一代视频标准(HEVC/H.265)编码器的不断成熟,2015年的视频编码器大赛对包括HEVC视频编码器在内的各大公司编码器做了一次广泛的对比,参赛方包含Google的VP9、Intel MSS的HEVC软硬件编码器,j2直播,著名的开源软件X264和X265,SIF Encoder developer team、f265 Developer Team、印度的著名芯片设计公司IttiamSystems的HEVC 编码器,另外还包括知名公司InTeleMax、System house “Business partners” 以及中国HEVC 编码器的先行者视骏(Strongene)。
比赛结果如图2所示,以X264的编码效率为基准,X265实现了平均8%的编码码率节省并荣膺最强视频编码器殊荣。图中没有列举的编码器,如vp9、SIF、Ittiam、视骏等,则由于受限编码速度或编码效率等原因没有参加所有三个大项(快速,一般性和高效)的比赛。
图2. 2015视频编码器大赛综合评价结果
2016年的视频编码器大赛于2月正式开始, 2015年比赛的前几名经过算法优化后均继续参赛,同时这也是视频编码项目的世界顶尖级切磋。8月25日,比赛结果公布,金山云的KSC265编码器首次参赛便获优异战绩。其参加了所有的三个大项,在纯软件编码器方面,金山云摘得桂冠,KSC265成为名副其实的最强视频编码软件,同时在综合评价结果中获得了第二名的好成绩。
具体分析KSC265的优异表现如下:
首先,如图3所示的速度/效率综合曲线中(横轴为编码速度,纵轴为编码效率,以X264为基准,注意箭头better的方向),KSC265跟INTEL GPU编码器相差无几,且更具速度优势。而且,INTEL GPU编码器受限于INTEL GPU芯片的使用,一般很难在移动终端(例如ARM手机)中应用,KSC265无疑在商用范围上更广。
图3. 2016视频编码器大赛综合评价结果
其次,KSC265在“快速”项目(fast encoding)中排名第二,实现了与INTEL GPU编码相近的压缩效率(低2%-3%)。但是,INTEL GPU编码速度要比KSC265慢13%。由于编码器都是在编码效率和编码速度之间进行权衡,因而可以预期“快速”项目中,atv,KSC265在相同编码速度上的编码效率不差于INTEL GPU编码。(见图4)
图4. 2016视频编码器大赛“快速”项目评价结果
第三,KSC265在“一般性”项目(universalencoding)中也排名第二,虽然比INTEL GPU编码效率差7%,但INTEL GPU编码速度要比KSC265慢了30%。同理可以预期“一般性”项目中,KSC265在与INTEL GPU编码相近的编码速度情况下,编码效率也将不差于INTEL GPU编码效率。(见图5)
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