基於新一代國際視頻編解碼標准 H.266/VVC，阿里雲視頻雲近日發布了實時高清編碼器 Ali266，有力推動 H.266/VVC 標准應用的落地，真正開啟 H.266/VVC 的商用之路，並強力賦能超高清 4K、8K、以及 AR/VR 等應用的真實普及。
編碼器 Ali266 = 實時 + 高清 + 超壓縮
阿里雲視頻雲於 7 月中發布了實時高清 VVC 編碼器 Ali266 首個版本，從已公開的資料可知，這是目前全世界最快的 VVC 編碼器。
具體而言，在 12 線程配置下，Ali266 的快速檔次編碼速度是 VVC 標准參考軟件的 3062 倍，在主流個人計算機上實現了 720p 高清的實時編碼。
基於標准化組織官方推薦的通用測試條件，Ali266 可以有效加速 VVC 的編碼速度，它的快速檔次相對於 VVC 標准參考軟件的編碼加速比，在各種測試視頻序列上均全面超過 3000 倍。
舉個例子，若用 VVC 標准參考軟件轉碼一部電影，需要耗時 1 個月，那么用 Ali266 轉碼，僅需不到 15 分鍾即可完成。
Ali266 編碼提速的價值聚焦三點：大幅節省 VVC 標准所需算力、第一時間達到高清實時、有力推動最新編碼技術落地。
此次 Ali266 的發布，不僅使音視頻直播、在線會議、雲游戲等需要實時編碼的現有業務場景可以用上最先進的 VVC 標准，將更清晰的視頻用更低的帶寬帶給億萬消費者，更重要的是可以強有力的推動 AR/VR 和超高清等新興視頻應用的落地應用。
與大多數商業編碼器類似，Ali266 也可以根據不同的應用需求提供不同的速度檔次，在同等質量下，Ali266 可比開源的 H.265/HEVC 編碼器 x265 的對應速度檔次節省 35%~50% 的帶寬。如果把這個編碼性能換算成帶寬成本，假設之前使用 x265 編碼器一年的帶寬成本為 10 億，那么使用 Ali266 編碼器有望節省帶寬成本 3.5~5 億。
在幫助業務節省帶寬和計算成本之外，保障實時和高清體驗是編碼器 Ali266 的關鍵。Ali266 可以應對全球更復雜的網絡狀況，在有限的網絡帶寬資源條件下，為用戶帶來更流暢、更清晰的視頻體驗，原來在弱網下只能觀看標清的用戶，現在可以獲得高清的體驗。
H.266/VVC 對視頻化有多重要 ？
追網劇、看大片、直播間 “買買買”、視頻會議等場景，真實體現了現代年輕人的生活和工作方式已離不開多種多樣的視頻應用。尤其是過去一年，見證了人類百年不遇的大事記，也見證了多種視頻應用的蓬勃發展，網絡所承載的視頻數據量也因此見證了更大規模的爆發式增長。
視頻數據量有多大？可以拿一部每秒 30 幀、分辨率為 720p 的電影為例看一下。如果電影時長 90 分鍾，那么要觀看沒有經過視頻壓縮的這部電影，你所需要的帶寬至少是 332Mbps，而存儲這一部電影就需要消耗 224GB，這對於任何消費者都是難以承受的。
所以視頻需要經過壓縮、編碼才能進行傳輸和存儲，這個過程就是視頻編碼。為了使不同公司不同的視頻產品和設備之間做到互聯互通，視頻編碼需要標准化。有了視頻編碼標准作為各個廠家所必須遵循的規范，某一視頻內容供應商編碼得到的視頻碼流就可以在各個不同廠家的手機或者電視設備上進行解碼和播放。
為了應對人類社會產生的視頻數據量的爆發式增長，視頻編碼標准正遵循其自身的 “摩爾定律” 不斷演進。ITU-T 和 ISO/IEC MPEG 兩大重頭國際視頻標准組織每隔若干年就會聯手推出新一代視頻編碼標准，壓縮率相比上一代翻倍。
近 30 年來，這兩大視頻標准組織聯手制定的視頻標准對視頻產業界影響深遠，觸發了很多視頻產業界的技術變革和創新。
比如，H.262/MPEG-2 標准推動了模擬電視到數字電視的變革；H.264/AVC 使得高清視頻和互聯網視頻得以廣泛推廣；H.265/HEVC 則成功推動了 HDR 和 4K 超高清視頻的落地。
H.266/VVC 標准就是這兩大標准組織聯手推出的新一代旗艦視頻標准。VVC 標准於 2020 年 7 月正式發布，相比 HEVC 標准可以降低一半帶寬成本。另外，VVC 可以通過自適應帶寬和分辨率為直播、點播、視頻會議等流媒體和實時通信提供更好的支持，提高用戶實時高清的體驗，並賦能如 AR/VR、HDR 視頻、360 度全景視頻、屏幕內容以及超高清的 4K、8K 等 5G 下新興的視頻應用。
第一版 Ali266 如何而來 ？
VVC 標准雖然有強大的壓縮效率，但是要推動 VVC 標准的商用，路還很長。這是因為 VVC 標准提供了 30 多種最新的編碼工具，編碼器如何合理選擇這些編碼工具和組合來拿到 VVC 高壓縮效率的紅利，這個對編碼器提出了很高的算力要求。
正是因為這個原因，VVC 的參考軟件平台編碼速度很慢，編碼 720p 視頻的速度甚至達不到 0.01 fps。即使全球第一個開源 VVC 編碼器，雖然比 VVC 參考軟件快了很多，但是編碼 720p 視頻的速度也只能達到 10 fps 左右。
為了攻破這個技術難題，阿里巴巴的視頻團隊在 H.266/VVC 標准發布不久之后，就開始全力投入 VVC 軟件編解碼的開發工作。
2020 年 12 月 30 日，在 H.266/VVC 標准正式發布 5 個月后，阿里巴巴發布了自研的移動端實時解碼器 Ali266。實驗證明，集成 Ali266 的視頻直播、短視頻等應用，僅需 2 線程就可在中低端手機上實時順滑播放 720p 高清視頻，大幅節省算力消耗的同時又可普惠於移動端全場景，極大程度上驗證了 VVC 標准的實用性。
在完成 VVC 解碼器的發布之后，阿里雲視頻雲隨即投入到 VVC 編碼器的研發，目標是研發一款能根據不同應用，提供不同檔位，具備離線和實時處理能力的 VVC 編碼器，致力於為直播、短視頻、在線會議、雲游戲等領域，帶來更優質的用戶體驗。
憑借在視頻編碼領域的深耕和積累，視頻標准團隊僅用半年時間就推出了 Ali266 編碼器的第一個版本。
Ali266 一方面通過實現多種編碼算法提升編碼質量，提高壓縮效率，例如運動補償時域濾波，自適應 GOP 大小決策，場景切換檢測，屏幕內容檢測、碼率控制技術等。另一方面，開發上百種編碼快速算法，以及多線程技術、匯編指令、內存訪問效率等工程優化手段。
公開資料顯示，Ali266 是業界第一次實現了實時高清 VVC 編碼能力！首個版本就取得比 x265 開源編碼器對應速度檔次降低 35%~50% 的帶寬成本，在保證高清實時的編碼速度的同時還完美印證了 VVC 強大的壓縮效率。
2021 年 7 月，作為第一個實時高清 VVC 軟件編碼器，Ali266 在業界走出了重要的一步，證明了現有的算力平台就可以讓我們充分享受到國際最新標准 VVC 的強大壓縮能力。但是對於阿里雲視頻雲來說，這也只剛剛達到了自身的第一個重要里程碑。
展望未來，視頻雲團隊將持續推進 VVC 編碼器的深度優化，將 Ali266 做成一個具有全高清實時編碼能力，4K 實時編碼能力，甚至 8K 實時編碼能力的商用編碼器，並不斷提高壓縮效率，加速 VVC 標准的商業落地。同時，也將致力於不斷拓展人工智能在視頻編碼方面的應用，讓視頻編解碼技術更上一層樓。
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