阿里云自主开发编码器Ali优酷于2022年1月正式上线，这是已知行业中第一个H.266/VVC标准编码器商业着陆项目。根据两个月的实际操作数据，打开它Ali266年以后，当画面清晰度相同时，比原来更清晰H.265/HEVC方案码率最高节省40%，卡顿率降低50%，充分证明Ali商业价值266。
这是世界上界上最快的H.266/VVC编码器
Ali266是基于最新一代国际视频编码标准的阿里云H.266/VVC编解码实现点播、直播、实时通信等不同场景。基于Ali266演变而来的自研H.266/VVC编码器S266在MSU2021(世界编码器大赛)客观赛道8项第一，主观赛道冠军优异。从已公开的资料可以看出，Ali266是目前全世界最快的H.266/VVC实时高清编码器，结合自主研发H.266/VVC即使是中低端手机也能清晰流畅地观看最新的解码器H.266/VVC高清视频。
Ali266首次商用，帮助优酷
阿里云一直在探索和推广Ali266商业道路，2022年1月Ali266在优酷正式上线，帮助优酷率先使用最新的国际产品H.266/VVC视频编解码标准。通过近两个月的实际操作，开始Ali266年以后，当画面清晰度相同时，比原来更清晰H.265/HEVC方案码率最高节省40%，卡顿率降低50%，成本和用户体验收入显著，充分证明Ali商业能力266。
阿里云致力于促进视频编解码领域的深度培育和积累H.266/VVC标准的实用性和最新技术成果的包容性。优酷是中国领先的在线视频平台，现在支持PC、电视和移动三个终端都有版权、自制、合制、自频道、直播等内容形式，致力于使用更丰富的声誉内容、更极端的视听体验和更创新的互动游戏。
在提供这些应用体验的背后是一系列非常复杂的技术，其中最核心和最基本的技术之一是视频编解码技术。为此，阿里巴巴云将与优酷团队密切合作Ali266首次商业登陆，首次推出国际最新一代视频编解码标准H.266/VVC，让优酷充分享受视频编解码标准升级带来的技术红利。
H.266/VVC标准的由来
说起H.266/VVC标准的由来，必须提到国际标准化组织和国际电工委员会两大巨头 ISO/IEC 动态图像专家组 MPEG（Moving Picture Experts Group） 国际电信联盟电信标准分局 ITU-T 视频编码专家组 VCEG（Video Coding Experts Group）。20世纪90年代初，这两大巨头分别发布了第一代视频编码标准MPEG-1和H.从261开始，经历了30多年。这两大巨头从20世纪90年代初分别发布第一代视频编解码标准MPEG-1和H.从261开始，经历了30多年。众所周知的H.264/AVC、H.265/HEVC，都是两大巨头合作的结果。
继2013年发布H.265/HEVC自两个国际标准化组织以来，ITU-T和ISO/IEC2020年7月，继续加强联盟H.266/VVC第一个正式版本。如图 1所示，H.266/VVC与上一代相比，它提供了许多先进的视频编码工具，包括图像块、预测、变换、量化、熵编码和环路滤波H.265/HEVC压缩率大约是标准的两倍。
图 1：H.266/VVC底层技术
在叶燕博士的带领下，阿里云自2019年初开始深入参与制定H.266/VVC制定标准。近100项技术提案提交了一年半，采纳了多项技术提案，为国际标准的制定做出了重要贡献，为阿里巴巴的业务发展奠定了坚实的技术基础。在H.266/VVC在制定过程中，阿里云标准团队成员还担任了多个专题讨论小组（AHG）在国际标准舞台上，与多个核心实验负责人发出中国视频产业的声音。
Ali266：完整的H.266/VVC实时高清编解码能力
在紧跟H.266/VVC在标准化进程的同时，阿里云也首次启动Ali266编解码器开发项目创造了完整的自组合编解码能力，更好地开启了端到端生态，为行业提供了新一代的视频编解码解决方案。
在解码端，Ali266解码器通过一系列工程和算法的优化手段，如多核并行、汇编优化、内存占用和访问效率优化来提高解码速度。Ali266解码器的中低端手机也能清晰流畅地观看最新H.266/VVC近年来发布的视频或直播旗舰机型甚至可以支持4K@30fps实时解码。
此外，Ali266解码器充分考虑了商业软件在稳定性、鲁棒性、内存占用等方面的需求。Android、iOS许多高、中、低端设备的大规模测试都得到了验证Ali266解码器的鲁棒性、稳定性和商用性。
在编码端，为了满足不同业务场景的需求，Ali266编码器目前支持slow、medium、fast和faster四级。slow等级主要适用于离线应用，编码速度和x265 veryslow档次相当。
在MSU主办的2021年世界编码器大赛，Ali266 slow通过阿里巴巴音视频组命名等级S266获得全高清（FullHD）在主观性能轨道上，S266在全球16款参赛编码器中以大比分获得第一名。在与MSU官方指定的基准编码器x带宽节省高达71%，主观质量相同。MSU比赛结果显示，S266是唯一一个进入前三名的唯一编码器，充分证明了S编码性能在各指标下全面均衡。
为了实现H.266/VVC经过阿里云团队的不断努力，标准的实用化和最新科技成果的普惠化，Ali266年6月成为行业第一个公开720p实时高清的H.266/VVC同年9月，编码器成为业内第一个公开1080p实时高清的H.266/VVC编码器。
与x265 medium与等级相比，在相同的质量下，Ali266的faster节省了40%以上的带宽，为直播、视频会议等实时视频应用带来了巨大的带宽红利。第一个实时高清H.266/VVC软件编码器，Ali266在行业中迈出了重要一步，证明了现有的计算平台可以让用户充分享受最新的国际标准H.266/VVC压缩能力强。
Ali266首次落地优酷背后的技术方案
移动端接入方案
优酷播放核心将播放过程高度封装Consumer、open Source、open Decoder、openRender这些模块。openSource从网络端获取原始数据，解复用成音视频es数据和缓存管理，Consumer从缓存取出到发送数据openDecoder，并从openDecoder获取解码数据，然后将数据交给openRender渲染及相关后处理。他们的一般关系结构如图所示 2所示：
图 2:优酷播放器架构及Ali266技术方案
openDecoder如图所示 3所示。openDecoder待解码的数据将被解码Send给解码器，然后从解码器Receive解码后的数据，Send和Receive都不block播放流程。解码器内部维护输入输出buffer，Send将数据copy到input packets，worker从input packets解码据解码，存储解码数据output frames，然后Receive可以获得渲染的有效数据。
图 3：优酷播放器与Ali266交互细节
保证了优酷播放核心的跨平台、可扩展性和高可靠性Ali266在优酷平台上快速顺利落地。播放内核是native层开发具有自然的跨平台特性，因此接入Ali266之后，可以在多个平台上快速发布，不需要做太多额外的开发，这也是为了Ali266在业务端快速铺售提供了保障。openDecoder所有所有与解码相关的逻辑，只暴露几个简单的接口与内核进行逻辑交互，因此需要访问Ali266软解码器只需要实现openDecoder的关键api可以剥离解码器和播放器的复杂逻辑，方便快速接入新的解码器。播放内核实现了智能平滑丢帧系统，可以在极端情况下丢弃一些非关键帧，从而保证视频画面的流畅播放。借助完善的播放核心质量监控系统，Ali全面监控和有效保证266在线播放质量，使优酷最新一代国际编解码标准升级如丝般顺畅。
服务端接入方案
目前，优酷转码服务端支持不同的编码器（H.264/AVC、H.265/HEVC等)，不同的分辨率(270p到8K），不同帧率（25fps/60fps/120fps等)，不同的包装格式（mp4/hls/cmaf等等)等数百种组合，服务端可以根据端侧的播放能力发布不同的流量数据，以确保用户体验最佳。
在优酷转码系统中，Ali266的接入主要包括编码器接入、解码器接入和包装格式H.266/VVC如下图所示：
图 4：Ali266接入优酷服务端模块图
封装层：优酷常用的封装格式主要是MPEG-TS和MP4，服务端在Demux和Mux在模块中实现正确H.266/VVC支持码流封装和解封装。
编解码：在转码器中对Ali266Encoder和Ali266Decoder的注册和API调用以完成编码和解码的访问。在生产链路中正确检测H.266/VVC在Demux在模块中集成对H.266/VVC码流的Probe、Parser能力以及Ali266Decoder。
为了使Ali266编码器能更好地适应优酷的应用场景，优酷服务端与阿里云团队合作，做出有针对性的适应：
(1)提升H.266/VVC视频的播放效果支持编码参数信息的重复发布能力，保证用户在播放过程中的快进快退和拖拽体验。
(2)对视频的画质和流畅性Ali266Encoder在保证视频画质的同时，有针对性地进行了码率控制和优化，减少了码率波动，并将播放端的卡顿率与之进行了比较H.265/HEVC降低50%。>
（3）为了适配优酷的智能档多清晰度随带宽平滑切换，在Ali266Encoder中对时间戳处理进行优化，使得音视频时间戳与其他格式码流（H.264/AVC、H.265/HEVC）保持一致，确保了优酷智能档无缝自适应切换。
（4）实现了优酷现有MP4/MPEG-TS的流媒体封装格式对H.266/VVC标准的支持。由于H.266/VVC标准发布时间不久，各种媒体处理工具还没有支持对H.266/VVC的封装。为此，优酷开发人员按照MPEG官方文档，在MP4 box与TS的PMT中使用官方定义的CodecId，与播放器配合打通了整个生产播放链路。
除此之外，在生产链路中优酷也针对H.266/VVC做了分辨率-清晰度档位的规格定义，并在播放服务端可以依据端侧支持能力自适应选择H.266/VVC合适档位的视频流下发，使H.266/VVC编码在优酷生产播放链路上整体落地，并达到了预期的效果。
业内首款H.266/VVC商用落地结果
Ali266于2022年1月份在优酷移动端正式上线，成为目前已知的业界首个H.266的商用落地项目。上线后截至3月23日，已经累计播放超过六十万次。各项指标如下：
- 码率：同等清晰度情况下比H.265码率降低高达40%；
- 体验：同等情况下卡顿率只有H.265的50%，平均解码耗时在8ms左右，稳定性超过99.95%；
- 功耗：满电可H.266软解播放10小时，节省流量达到1G；
- 内容：涵盖了热门的综艺、电影、电视剧等多种场景，如《古董局中局》、《长津湖》等电影，《麻花特开心》等综艺，《真相》等电视剧。
未来，持续进化Ali266的商用之路
据了解，联发科在2021年下半年发布了全球首款7nm工艺制程打造的电视SoC芯片Pentonic 2000，也是世界首批支持 H.266/VVC视频解码的芯片，具有8K/120Hz的解码能力。这对于完善H.266的生态，是个巨大的助力。可以说，H.266/VVC不是将来时，而是实实在在进入了现在进行时。
Ali266紧扣最新技术发展趋势，与音视频产业紧密结合，不仅给优酷提供了业界领先的编解码技术，也赋予了业务更多的可能性。为了进一步满足对优酷丰富的内容形态及业务场景的支持，挖掘新技术带来的红利，促进视频产业不断向前发展，接下来阿里云将会与优酷一起紧密合作，针对10bit HDR、优酷自由视角、超高清4K~8K、高帧率60fps~120fps等视频内容，并从点播场景进一步拓展到直播场景，持续持续推进H.266/VVC编解码的技术创新，不断探索创新音视频技术，加强其在更多视频应用、更多终端设备上的普适性，将更多的技术普惠到广大消费者，赋能千行百业的视频化需求，催生新兴产品形态和业务模式，为观众带来更极致的视听体验和更创新的互动玩法。
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