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2018世界杯结束了,聊聊世界杯直播背后的黑科技

天极网云计算频道 2018. 07. 17 作者:嘉文 责编:嘉文
我要吐槽

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  这个盛夏的一种流行的生活方式:啤酒+小龙虾+世界杯。

  不管是真球迷还是伪球迷、不管是看足球超级巨星的星光熠熠还是看足球竞技本身….四年一届的世界杯,随着法国队的夺冠而告一段落。留在你记忆中的会是姆巴佩亲吻大力神杯的脸?是莫德里奇获奖时仍旧落寞的脸?还是希门尼斯情绪崩溃泪流满面的脸?

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2018世界杯结束了,聊聊世界杯直播背后的黑科技

  在笔者记忆中,上一次法国队夺冠是98年,那一年,还不流行吃小龙虾,那一年,中国互联网刚刚兴起,一家人围坐在电视机前看世界杯、或者和几个朋友到电影院看大屏幕的世界杯直播.....那个时候,人们对高清没有什么概念、屏幕上闪着“雪花”的画质也没能阻挡球迷看世界杯的热情,那时候还没有“伪球迷”这个名词.......20年前的夏天,满满的回忆,是我们纯真的青春时代的印记。

  时光穿梭到20后的这个夏天,大家对世界杯的热情不减,但很多人看球的方式不同了:有很早就在网上订票飞到俄罗斯的赛场上去看球的、有的和朋友去酒吧边喝边看的、还有围坐在电视机前锁定在CCTV5的、也有抱着手机Pad一个人看球的...

  看球的“可选项”变多了,因为今年的一个很大变化是,对于掌控世界杯版权长达40年的央视,此次分销出自己的网络版权给咪咕视频和优酷,而在过往两届世界杯期间,央视提供给非CNTV平台的权益仅仅是点播权。在电视上看CCTV5,是卫星信号,这个“比较悠久而成熟的操作”暂且不提。选择在网上看世界杯直播的这部分人,可以有三种选择:央视影音APP、咪咕视频、优酷视频

  选择变多了,往往就有选择恐惧症了。其实,对于用户而言,主要看能不能满足三个简单又粗暴的条件:第一是时延,第二会不会卡,第三够不够清晰。

  央视网这波操作之后,“内心戏”是这样的:直播权没有卖出去的话,无论怎么样,球迷关注的是只要有一场球才看就行了,但是一旦转卖给其他APP,用户就会对比,谁家体验更好就用谁的。央视网想要“鱼与熊掌”兼得,直播权虽然分享出去了,并不想分流用户,也就是“又想赚钱又不想用户流失”。

  结果如愿了吗?据统计,央视APP的下载量,从世界杯直播开始前排名的20多名直线上升到第一名,可见,大部分用户还是选择了在央视影音APP观看,另一方面,咪咕视频在世界杯直播刚开始不久就被网友吐槽说出现了画质不行等问题。

  央视网是怎么实现了口碑逆袭?此前有过这种说法:“没有云,你都看不了世界杯”。答案揭晓了一半,另一半就是,谁家的云?据了解,通过层层筛选和测试,央视网选择接入腾讯云极速高清服务。

  在揭秘腾讯云极速高清有什么“黑科技”之前,我们先来普及下背景知识:整个视频行业特别在直播,带宽成本对他们来说是一笔非常大的支出。以虎牙之前的财报支出为例,其中运营成本占1/3,签约主播费用占1/3,另外1/3则是带宽的成本。

  于是,这些视频网站对云服务商提出两个要求:一、降低带宽,降低码率,因为码率降低以后带宽峰值就降下来了。二、码率降低后不能降低清晰度。听起来这两个要求是互相矛盾的,这也是腾讯云极速高清技术的研发初衷之一。其次,体现在用户端,这个技术可以满足,网速不稳定或者网速下降的情况下,还可以保持同一个清晰度去看,做到超分辨率的技术。

  这个技术又是怎么做到的?好奇心的驱使下,笔者和腾讯云的两位技术大咖(腾讯云高级产品经理李海琦和腾讯云技术专家卢林)聊了聊。

  起底“极速高清技术”的黑科技

  据介绍,极速高清技术又叫做““智能编解码技术”” 。 在不那么智能的时代,普通转码过程中,遇到哪些问题?下图是是1978年世界杯纪录片,主要有分辨率模糊、镜头抖动没有做还原的处理、照片的噪声比较大、锯齿块的情况等等,这些都是在转码过程中要处理的一些基本的问题。

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  他们又给我看了一段视频对比,是本次世界杯比利时和日本的小组赛比赛片段,两个中的一个是通过极速高清处理降低了30%码率的视频,一个是原视频。一起来感受一下:

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  (不仔细看几乎看不出多少差别)

  在一波“前戏”的铺垫之后,终于进入正题,据两位专家介绍,可以从三个方面分解“极速高清技术”的原理:

  第一,场景智能识别。可以根据视频流的情况,识别出来你这个场景是什么大场景,是体育赛事?之后在分析是足球、篮球、乒乓球还是网球。针对单个场景之内做一些智能识别,比如如果是足球赛事,是近景还是远景,是射门还是在倒脚,或者切到观众席.....这些都是通过AI机器学习的模型来实时识别的。

  第二,根据识别出来的场景做视频动态编码。具体又分为两块动作,一是匹配当前编码库,比如是足球的,就先匹配一个基础的足球编码库,根据实时运动场景匹配下一个更细节的编码库。

  第三,做视频的增强。比如,对人眼关注的重点区域做一些增强,相对来说,不是那么重点的区域,会做一些弱化处理。比如,我们看足球比赛的时候,关注的是运动员和足球,而对周围的观众区域或广告牌区域不是特别关注,不被关注的区域去做一些弱化处理。为了便于理解,李海琦举了一个简单的例子:就像我们经常食用天天P图、美图秀秀这类修图工具类似,在终端侧做一些降噪、增白或者拍照不清晰的光线调整等前置处理,而腾讯云是把类似的能力移植到了云端。

  这时笔者有个疑问,这么复杂的操作,会不会造成延时?李海琦回答说,由于算法都是在一瞬间完成的,不会增加整个直播的延迟。 处理完之后,编码稳定性的算法把整个视频合成,然后输出出来。

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  具体来说,在编码参数匹配方面,腾讯云极速高清技术,根据场景分类实时识别结果,结合视频源码率、帧率、分辨率、纹理和运动变化幅度等情况,以及综合机器负载和画质效果等维度,选择最优编码参数;在前置处理方面,根据不同场景分类、客户对视频画质的不同要求,以及结合视频源画面纹理和实时运动检测结果进行锐化、软模糊、反交错、去块、降噪、色阶补偿、降帧等一些列前置处理。由于比较技术,就不一一展开了。

  实际效果让数据说话

  VMAF是流行于很多视频厂商的普遍受认可和通用的一个评分系统,它是Netflix研究开发了的一种视频多方法评估融合(Video Multimethod Assessment Fusion,VMAF)体系,可将多种基本的质量指标结合在一起预测视频内容的主观质量。李海琦介绍说,在1080P 和 3M 带宽的情况下,经过“极速高清技术”处理的视频,整个码率下降30%的情况下,VMAF值可以达到大于90分的。以绝地求生游戏场景为例,8M源转2M码率,VMAF平均评分比普通转码高出20%。

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  500+场赛事,数以万计运动轨迹

  就像大部分的成功一样,除了天分,还得有努力。据两位介绍,腾讯云为世界杯直播场景做准备的时候,做了大量工作。从3月份开始,他们就从网上找了很多体育比赛让系统学习。因为人工智能就是通过自学习的方法不断优化的算法,来匹配下一个将要产生的事件,所以,分析大量比赛数据是必不可少的操作。

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  “前面500场比赛是我们自己在实验室内自High,”据李海琦说,从4月份开始,就进行了实操,首先,把这个技术应用到龙珠的中超比赛上,当时还找了体育赛事导播的老师指导,观众关注具体哪个场景,哪个场景需要提升一下清晰度和锐度之类的,随后在4月下旬的时候,又引进作为英超方面的代理方的新英体育,随后,他们发现一个奇怪的问题,就是在中超使用的模型在英超就不能用了,因为英超的比赛节奏远远大于中超。还要再进一步优化。“世界杯的节奏在这两者之间,但是更偏向于英超的节奏。”

  6月开始跟央视网对接,在央视要求的帧率上,腾讯云的码率要低于友商,友商的码率是963,941,腾讯云达到了870以下。同时,央视还要求将系统部署到央视自己的机房。所以,下面这个搭载了“极速高清”系统的服务器盒子就被搬入了央视的大楼。

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  腾讯云高级工程师卢林从世界杯开始前两周就到央视驻场支撑了,每天晚上,他在央视楼里看各家的监控情况,很怕出什么问题。

  如今,世界杯结束了。“我们的老板就说,因为这次腾讯云给央视做世界杯的支撑还是挺好的,年底的时候可能会给加点’鸡腿’,所以我们挺开心的。”

作者:嘉文责任编辑:嘉文)
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