在更高的并發性的情況下，通過用少量的字節實現更高的QoS是很有效的。Hotstar分享了在通過優化編碼組合改進用戶體驗的實踐。

文/ Ullas Indi

譯/ John

原文https://blog.hotstar.com/video-encoding-recipes-for-live-cricket-21f875080932

在最近結束的VIVOIPL 2018，我們嘗試多種視頻編碼組合，來尋找可以使得用戶即使在千萬人同時觀看的情況下也可以獲得最佳的視頻質量的合適的組合。鑒于可用的帶寬是有限的，在不犧牲用戶體驗的情況下有效地使用有限的帶寬是至關重要的。
有限帶寬我們的大部分流量來自于在移動手機上瀏覽Hotstar的用戶。雖然情況正在好轉，但是蜂窩體驗必須依賴于不可靠并且隨時變化的蜂窩移動網絡。除此之外，隨著程序的發展，大量的用戶會因為他們的每日FUP限制而遇到帶寬上限。這個smallpipe problem很好的解決了在現有的或者更低的比特率的情況下提供更好的視頻質量的問題。方法我們的重點是創建一個為手機用戶優化的比特率階梯。查看用于編碼實施內容的視頻編碼設置和用于編碼H.264/AVC的方法進入了我們的視線。決策優化編碼參數引發了關于以合適的分辨率進行正確的混合編碼的廣泛討論。例如，在800kbps時，我們應該以360p，720p還是1080p進行流式傳輸？可能看起來360p是最佳選擇，但是如果用戶選擇在一個具有更高分辨率的屏幕上觀看的時候，可能會由于在設備上的放大而導致縮放偽像，給用戶帶來較差的觀感體驗。相反，如果我們以800kbps的速率使用1080p，我們可能會發現由于比特率不足而導致的很多編碼偽像。并非所有的視頻內容都是一樣復雜的，它們中的每一個可能都需要一個單獨的比特率階梯和基于內容復雜度的精細調整的編碼方案。我們從中獲得了靈感，并且開始探索我們板球比賽的特征。我們通過運用不同的比特率和分辨率對源內容進行編碼來獲得它的速率-失真曲線。我們使用VMAF（VideoMulti-Method Assessment Fusion），一種由Netflix開發并作為開源提供的感知視頻質量評估算法來測量這些編碼視頻的質量。我們很好的調整了我們的實驗來定位到移動設備受眾。以下是我們獲得的比特率曲線。

橫軸表示編碼流的比特率，縱軸表示其VMAF分數。VMAF值越高，視頻質量越好。從上圖可以看出，對于以1080p分辨率編碼的流，在比特率超過3000kbps之后基本上沒有任何的增益。同樣，對于相同的流，在比特率低于2400kbps的時候它的視頻質量低于同條件下的720p流。這告訴我們每個分辨率都有最優質量的比特率范圍和相比其它的分辨率不是那么出色的比特率范圍。如果我們要從所有分辨率中識別所有這些比特率范圍，我們將獲得理想的操作區域。除了比特率-分辨率對之外，還有很多其他編碼器設置可以控制輸出視頻質量，例如H.264配置文件，參考幀數，自適應量化等。我們嘗試了這些設置的不同組合來在我們的編碼器中獲得盡可能最優的輸出，并且確定這些設置作為我們的微調編碼方案。為了確保與舊設備的向后兼容性，我們在不同比特率變體中囊括了編碼器設置的微小變化。A/B Test由于這可能是一個能有巨大影響的發現，我們傾向于用A/B來測試我們的發現。我們用我們的新發現創建了一個鏡像編碼工作流程，并且在我們的一小部分受眾中進行了測試。在這個過程中，我們觀察了重新緩沖和平均比特率等關鍵指標對于與其他控制組相似的類似樣本大小的影響。由于我們也修改了編碼器的設置，所以確保新的設置可以與所有支持的設備兼容來進行播放是另外一個重要的考慮因素。我們必須要確保對于H.264配置文件或級別等編碼參數的任何修改都不會影響到在任何支持設備上的播放。我們在各種受支持設備的測試流設置過程中對此進行了驗證。在我們在實時設置的測試期間，我們監控了與測試組中的使用情況相關的關鍵指標。結論我們發現了在相似的比特率下，比原來的比特率階梯有著更優的視頻質量。這意味著用戶，比如說，在具有512kbps的互聯網連接速度的Hotstar上觀看流式傳輸的板球比賽，與具有舊比特率階梯和編碼器設置的視頻相比，接收到質量提升很多的視頻。在原有的比特率階梯條件下，全高清的1080p流需要用4500kbps的速率傳輸，但是在新的比特率階梯的條件下，我們可以用僅僅3000kbps的速率來傳輸全高清的1080p流，這在不犧牲觀感體驗的條件下節省了接近33%的帶寬！我們密切監控各種參數，如重新緩沖率，總觀看時間和用戶參與度，編碼階段的延遲，消耗的流的平均比特率。總的來說，我們觀察到編碼器中的重新緩沖率和延遲與舊的比特率階梯相似。我們還注意到相對觀看時間的增加表明由于視頻質量的提高，用戶愿意用更多時間觀看實時比賽。下面的圖片是我們內部測試期間捕獲的屏幕截圖。第一個圖像對應于舊編碼，第二個圖像對應于新編碼，但與第一個編碼的比特率相同。通過我們的新編碼，我們能夠以與之前相同的比特率提供更高分辨率的視頻，特別是對于較低范圍的比特率。最終結果是更好，更清晰的視頻，如上面第二張圖所示。下面是另一組屏幕截圖。

兩種編碼均為800kbps。使用舊編碼，我們以800kbps的速度提供360p，但是采用新編碼我們能夠以相同的比特率提供480p。展望雖然我們的重心是在為我們的實況板球比賽生成有效的傳輸階梯，但是我們的工作也在繼續調整所有的內容庫的方案。在我們的規模上，這些比特率節省對傳輸產生了重大影響，并且在提供更好質量的同時實現這一目標是最重要的！

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總結

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