本文來自騰訊云高級產品經理李海琦的投稿，并由LiveVideoStack整理發布。與以往任何一屆世界杯不同，本屆俄羅斯世界杯轉播，新媒體占據了非常重要的位置。數字電視正在面臨來自IPTV、OTT的強有力的沖擊。但國內復雜的網絡環境對OTT的觀看體驗帶來了巨大的挑戰。騰訊、優酷正在成為OTT的技術領頭羊，移動端看比賽的體驗正在改善，而且變得愈發有趣。

文 / 李海琦

世界杯直播你看了嗎？央視網，央視影音的清晰度及流暢度是不是給你留下比較深刻的印象？我們先看下網友們的反饋：

央視作為本次世界杯的版權方和內容分發方，對于本次世界杯直播支撐服務有著極高的技術要求。而央視網最終選擇了騰訊云-視頻云極速高清產品，來為其全國用戶提供流暢穩定的高清直播服務。 極速高清服務在央視網正式上線運營后表現確實不錯，在世界杯開賽初期與其他平臺的用戶體驗形成鮮明對比，一改過往用戶對央視大型賽事直播的看法。

本文從極速高清的工作原理，通過深度學習對世界杯場景的優化，針對央視需求與其他技術PK最后勝出，最后部署上線運營為時間線，記錄并總結騰訊云極速高清是如何完成對本次央視網世界杯直播的支撐。

一、騰訊云極速高清到底是個什么鬼？

普通轉碼主要存在的質量問題有：轉碼失真、低分辨率模糊、鏡頭抖動、噪聲大、低碼率鋸齒塊等。

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極速高清服務為騰訊-視頻云新推出的智能動態編碼技術，主要原理為通過深度學習，對直播視頻流進行智能處理，從而以更低的帶寬成本給用戶提供更高清的視頻直播流。其主要通過以下幾個模塊協作完成。

1、視頻場景智能分類：我們首先通過深度學習的方法，形成包含游戲，體育，秀場，戶外，動漫，美食，影視劇等在內的十幾個主流大類及幾十個小類場景模型庫。極速高清服務開始期間，對實時直播流進行檢測分析，并匹配對應場景模型。匹配率方面，較明顯的場景如游戲，足球，籃球，動漫等，CNN網絡模型匹配準確率達98%以上；電視劇，戶外運動，美食，旅游等畫面特征分散，幀間運動變化較大的場景，CNN+RNN+LSTM做時域及空間域的分析，準確率在85%以上。

2、編碼參數匹配：根據第一步場景分類實時識別結果，結合視頻源碼率、幀率、分辨率、紋理和運動變化幅度等情況，以及綜合機器負載和畫質效果等維度，選擇最優編碼參數。

3、前置處理：根據不同場景分類、客戶對視頻畫質的不同要求，以及結合視頻源畫面紋理和實時運動檢測結果進行銳化、軟模糊、反交錯、去塊、降噪、色階補償、降幀等前置處理。

4、編碼動態優化：騰訊云-極速高清服務針對不同視頻類別，同一個視頻內不同視頻段，應用完全不一樣的編碼參數，其中包括但不限于：IBP幀類型、量化參數QP、分辨率等；且支持編碼參數按幀實時更新生效。

5、碼率智能控制：由于不管是標準H.264/JVT-G012 碼率控制算法還是x264的碼率控制算法在運動變化切換比較明顯的場景下，預編一次得到率失真理論凸曲線都是盡可能接近最優失真曲線，對于運動場景實時檢測切換比較明顯的場景幀我們在x264碼率控制的基礎上會綜合幀時序信息做一些補償因子和畫質控制，使得主觀觀看得分VMAF值會有3-5分以上的提高。

如上圖極速高清在VMAF得分相同情況下碼率控制更低更精準。

6、detail reduce：針對h264視頻編碼格式，我們設計了一種在視頻殘差的頻域上消除噪聲的算法。該算法結合了當前編碼宏塊的殘差大小，宏塊的QP值，歷史的頻域值等，并根據不同場景選擇匹配的video denoise模板，自適應地進行宏塊級的視頻處理，能夠以極低的CPU消耗對噪聲宏塊進行優化，同時保留清晰宏塊的完整性。?

7、ROI處理：SIFT+差分圖像+運動目標圖像檢測或用戶指定(如臺標、水印)關注ROI區域，對該區域的宏塊編碼進行強化(放大/縮小量化步長)、銳化、色階補償等處理，如央視網世界杯就要求對臺標和字幕區域畫質和亮度增強。

騰訊云-視頻云主要通過以上模塊協作處理在云端開啟騰訊云極速高清服務。

二、500場模擬，百場實踐-針對世界杯比賽場景深度學習

今年春節后，騰訊云極速高清服務開始陸續接入一些頭部游戲直播平臺，且得到客戶認可。但針對體育賽事（特別是足球賽事）的客戶我們一直沒有接觸到。世界杯前我們針對足球賽事場景做一次系統化的機器學習以及視覺效果優化評估，以便為即將到來的世界杯做最好的準備。

1、機器學習和視覺調整：網絡爬蟲足球比賽視頻超過500場。針對每場比賽視頻在：高速運動場景，足球跟隨模型訓練，長遠鏡頭優化，精彩回放ROI區域增強，觀眾表情捕捉等細節做一些視覺效果分析以及優化效果評估，以便打造世界杯最優動態編碼模型。

2、中超試水：雖然我們一直在自己優化足球賽事的動態編碼模型，但一直缺少真實的落地用戶，此時內心還是有些忐忑的。大約4月中旬的時候，我們向龍珠直播的中超比賽主動推廣了極速高清服務，并針對中超的一些比賽逐步增加了極速高清服務，雖然開始的時候出現過一些問題，但后來逐步優化后，效果可以滿足客戶需求。

3、英超切量：經過前期在龍珠中超比賽中的實踐，我們大體心里基本有底。后期開始主動尋找一些體育賽事客戶。新英體育作為英超在大陸的版權方，在英超比賽方面基本一家獨大（而且英超的比賽節奏要遠遠快于中超，這一點跟世界杯的場景會更加匹配）。我們借助架構師及商務對新英體育進行了極速高清服務的推廣，在多輪的測試及優化下，最后客戶驗證通過。

三、開賽前，看不見的PK

央視作為整個視頻云行業都極其看重的客戶，是各云廠商的必爭之地。此次世界杯前，央視決定在世界杯期間引入提升比賽清晰度的新技術后，各云服務廠商都提供了自己的解決方案。經過幾輪測試，央視網最終決定在騰訊云和某云廠商之間選擇一家，由于世界杯已經臨近，對于我們來說是極大的考驗。在與對手的PK過程中，我們在碼率控制、去模糊、去塊、反交錯、運動搜索和分塊決策等模塊共進行了幾十次服務升級和優化，經過與一輪又一輪的PK，央視網最終選擇了騰訊云。

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如果上圖所示，極速高清在VMAF質量稍微有優勢情況，碼率比友商少8%-10%左右。

四、眾志成城，一周完成央視網極速高清服務私有化部署

雖然在技術指標側我們贏了，但由于世界杯的特殊性及緊迫性，且客戶暫時沒有相匹配的服務器等硬件資源。所以該需求就變成了：“自帶機器私有化部署”。其實前期我們與客戶溝通的過程中，“私有化部署”一事我們是清楚的，也在著手準備著。但此時時間確實緊迫，面對“服務器自帶”，“交換器自帶”，“運維人員自備”等等需求，留給團隊準備的時間著實太少。但我們絕不想功虧一簣，況且服務好本次世界杯的高清直播，對用戶，對客戶，對騰訊來說都是極其重要的一件事。經過緊急協商，我們拿出了新的私有化方案。

升級后私有化部署方案：

目標：在央視網搭一整套騰訊云極速高清轉碼集群，支持央視網世界杯期間CCTV5頻道直播，RTMP/FLV推拉源流，轉碼處理后支持央視RTMP/FLV/HLS拉流。

機器部署：客戶機房只有機架資源，考慮如果讓客戶準備機器相關硬件資源，集團走采購申請周期太長，若按常規流程，來不及服務此次世界杯。所以轉碼機器我們從公司外借10臺M10，其它相關輔助設備如：交換機、光模塊、光纖、網線等相關同學通力協作，分頭采購。進行服務器等硬件部署時，開發及架構師同學親自布線，擰螺絲。（這才是真正的全棧工程師）

五、開場哨響，我們比球員緊張

最終，在世界杯開賽前我們兼容了客戶硬件設備以及軟件代碼模塊的各種適配要求。接下來就是實戰的考驗了。第一天比賽開始前，大家心里都還很緊張，之前一切的努力如果在直播開始后出現問題，那都將付之一炬。開賽后，我們緊張的盯著屏幕：各項服務指標一切正常，出流效果超出預期，播出效果對比其他平臺優勢明顯。第一天的比賽后，我們也從客戶那里獲得了極高的評價，外部用戶的反饋也讓我們心里的石頭落了地。但是，比賽才剛剛開始，為期一個月的世界杯，我們也會在看不見的地方繼續戰斗！

另附幾張現場圖： ? ?

最后希望各位可以享受到騰訊云為您帶來的世界杯極速高清服務。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的世界杯直播背后：腾讯云极速高清技术部署实录的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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