8月25日，視頻壓縮界享有盛譽的視頻編碼器大賽成績揭曉，來自中國金山云的H.265編碼軟件KingSoft HEVC Encoder(簡稱KSC265，零開源代碼依賴、完全著作權(quán))奪得軟件編碼器第一、軟硬件編碼器總成績第二的好成績 (http://www.compression.ru/video/codec_comparison/hevc_2016)，這是截至目前中國商用視頻編碼軟件獲得的最高國際榮譽。

探秘世界最具影響力的視頻編碼器大賽

視頻壓縮，又叫視頻編碼。它通過時間、空間、視覺和統(tǒng)計冗余去除算法，將原始數(shù)字視頻信號的傳輸和存儲代價節(jié)省了幾十倍甚至上百倍。視頻編碼器的綜合性能，包括編碼速度(fps，幀/秒)、編碼效率(壓縮率和編碼損失的綜合參數(shù))、平臺適用性和碼率控制(碼率平穩(wěn)度)能力等，一直是工業(yè)界和學術(shù)界所共同關(guān)注的關(guān)鍵指標。

視頻編碼器大賽(Video Codec Comparison)由MSU(Moscow State University，莫斯科國立大學)組織，是唯一堅持征集各大公司的視頻編碼器并進行科學比較測試的比賽，自2003年以來連續(xù)舉行13屆，從未中斷，是視頻編碼行業(yè)內(nèi)具有最高影響力的比賽。該項賽事以科學的視頻選取、嚴謹?shù)臏y試方法和公正公開的測試報告而著稱。

以視頻選取為例，首先從超過30000個視頻的多媒體視頻庫中人工選擇了近千個4K視頻，然后通過使用K-MEAN算法對視頻的時間和空間復雜度(橫軸和縱軸)進行分類。每次比賽時，隨機選擇紅色標記的百余個視頻做測試集(見圖1)，以方便全面比較征集的各大公司的視頻編碼器，從而保證了比賽結(jié)果的高準確性與權(quán)威性。

圖1. 視頻編碼器大賽的測試視頻選取

性能比肩Intel KSC265更適用于移動終端

首先回顧下去年的賽況，隨著最新一代視頻標準(HEVC/H.265)編碼器的不斷成熟，2015年的視頻編碼器大賽對包括HEVC視頻編碼器在內(nèi)的各大公司編碼器做了一次廣泛的對比，參賽方包含Google的VP9、Intel MSS的HEVC軟硬件編碼器，著名的開源軟件X264和X265，SIF Encoder developer team、f265 Developer Team、印度的著名芯片設(shè)計公司IttiamSystems的HEVC 編碼器，另外還包括知名公司InTeleMax、System house “Business partners” 以及中國HEVC 編碼器的先行者視駿(Strongene)。

比賽結(jié)果如圖2所示，以X264的編碼效率為基準，X265實現(xiàn)了平均8%的編碼碼率節(jié)省并榮膺最強視頻編碼器殊榮。圖中沒有列舉的編碼器，如vp9、SIF、Ittiam、視駿等，則由于受限編碼速度或編碼效率等原因沒有參加所有三個大項(快速，一般性和高效)的比賽。

圖2. 2015視頻編碼器大賽綜合評價結(jié)果

2016 年的視頻編碼器大賽于2月正式開始， 2015年比賽的前幾名經(jīng)過算法優(yōu)化后均繼續(xù)參賽，同時這也是視頻編碼項目的世界頂尖級切磋。8月25日，比賽結(jié)果公布，金山云的KSC265編碼器首次參賽便獲優(yōu)異戰(zhàn)績。其參加了所有的三個大項，在純軟件編碼器方面，金山云摘得桂冠，KSC265成為名副其實的最強視頻編碼軟件，同時在綜合評價結(jié)果中獲得了第二名的好成績。

具體分析KSC265的優(yōu)異表現(xiàn)如下：

首先，如圖3所示的速度/效率綜合曲線中(橫軸為編碼速度，縱軸為編碼效率，以X264為基準，注意箭頭better的方向)，KSC265跟 INTEL GPU編碼器相差無幾，且更具速度優(yōu)勢。而且，INTEL GPU編碼器受限于INTEL GPU芯片的使用，一般很難在移動終端(例如ARM手機)中應用，KSC265無疑在商用范圍上更廣。

圖3. 2016視頻編碼器大賽綜合評價結(jié)果

其次，KSC265在“快速”項目(fast encoding)中排名第二，實現(xiàn)了與INTEL GPU編碼相近的壓縮效率(低2%-3%)。但是，INTEL GPU編碼速度要比KSC265慢13%。由于編碼器都是在編碼效率和編碼速度之間進行權(quán)衡，因而可以預期“快速”項目中，KSC265在相同編碼速度上的編碼效率不差于INTEL GPU編碼。(見圖4)

圖4. 2016視頻編碼器大賽“快速”項目評價結(jié)果

第三，KSC265在“一般性”項目(universalencoding)中也排名第二，雖然比INTEL GPU編碼效率差7%，但INTEL GPU編碼速度要比KSC265慢了30%。同理可以預期“一般性”項目中，KSC265在與INTEL GPU編碼相近的編碼速度情況下，編碼效率也將不差于INTEL GPU編碼效率。(見圖5)

圖5. 2016視頻編碼器大賽“一般性”項目評價結(jié)果

第四，仔細分析報告可以發(fā)現(xiàn)，如圖6的例子特別多，即：KSC265在“快速”和“一般性”項目中的中低碼率上(3Mbps以下)，在相同壓縮效率時編碼速度表現(xiàn)遠超其他編碼器。這也恰恰驗證了KSC265的特色——面向中低碼率的移動互聯(lián)網(wǎng)應用，確保在高壓縮效率下顯著提高編碼速度。

圖6. 2016視頻編碼器大賽3M以下碼率編碼結(jié)果比較舉例

第五，從圖7、圖8的比賽總結(jié)報告可以看出，相比于KSC265，INTEL GPU編碼的碼率控制能力在一些video上問題更大。而編碼器的碼率控制能力越強，就越容易適應商用環(huán)境下的受限的帶寬能力。于是可以預期， KSC265較INTEL GPU編碼更容易適應移動直播等帶寬受限應用對視頻編碼器的需求。

圖7. 2016視頻編碼器大賽的碼率控制評價結(jié)果

圖8. 2016視頻編碼器大賽的碼率控制結(jié)果舉例

加速H.265移動直播大時代來臨

綜上所述，盡管摘得“最強視頻編碼軟件”殊榮，但這并不足以表明金山云在編碼技術(shù)上的全部優(yōu)勢。雖然在最終不計編碼速度的編碼效率評價結(jié)果中，KSC265 略遜于INTEL GPU編碼，但KSC265的綜合編碼結(jié)果在“快速”和“一般性”兩個項目上不弱于INTEL GPU編碼，在帶寬受限應用中的實際商用能力上、在平臺適用能力上也比INTEL GPU編碼更為出色。

此外，通過比較幾個編碼器的參數(shù)配置可以看到，KSC265參賽的速度級別為fast, slow和veryslow。據(jù)KSC265編碼器在測試網(wǎng)址https://github.com/ksvc/ks265codec中所述，KSC265過去兩年來的主要優(yōu)化方向和最大優(yōu)勢其實在于快速高效編碼級別veryfast和superfast。它們主要應用于金山云的移動視頻直播SDK產(chǎn)品以及云直播、云轉(zhuǎn)碼服務(wù)。 因而KSC265在veryfast和superfast檔次上的優(yōu)勢在本次比賽中并沒有得到體現(xiàn)。

總之，本次視頻編碼器大賽不僅讓我們對中國本土的金山云H.265視頻編碼器的能力刮目相看，同時也再一次鞏固了金山云H.265在行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。通過對KSC265編碼器的詳細結(jié)果分析可以發(fā)現(xiàn)，金山云H.265編碼器表現(xiàn)出以下明顯優(yōu)勢：

1) 金山云H.265編碼是純粹的軟件編碼，在ARM\X86\X64等多個平臺均可以編譯執(zhí)行，有利于H.265編碼在多種平臺下的推廣和應用。

2) 金山云H.265編碼碼率控制能力能夠更好地適應帶寬受限下的應用需求。

3) 從金山云公開的測試數(shù)據(jù)看，金山云H.265的編碼速度可以接近X264的veryfast檔次(同時達到30%以上碼率節(jié)省)，相比于其他H.265編碼具有很大的速度優(yōu)勢和效率優(yōu)勢，能夠方便H.265在移動直播等環(huán)境下的推廣，使得H.265的生態(tài)環(huán)境得到了明顯的提升。

更快速、高效、跨平臺、易商用的金山云H.265編碼軟件的出現(xiàn)，為H.265的推廣注入了一劑強心劑，將加速H.265移動直播大時代來臨。而這次比賽的結(jié)果，也彰顯了金山云H.265編碼軟件世界領(lǐng)先的技術(shù)水準，將進一步鞏固金山云在視頻直播領(lǐng)域的領(lǐng)導地位。