網易視頻云Qcon會議獨家分享：如何優(yōu)化移動音視頻技術

4月21至23日，由InfoQ主辦的全球頂級技術盛會QCon全球軟件開發(fā)大會在北京開幕，本屆大會吸引了100余位國內外技術專家參加分享，包括亞馬遜、惠普、阿里巴巴、螞蟻金服、騰訊、百度、華為等。其中在視頻云領域嶄露頭角的網易也應邀參加。網易杭州研究院多媒體技術專家郭再榮在演講中分享了移動化時代音視頻技術的優(yōu)化策略，提到眼下網易將杭州研究院技術實力轉化為企業(yè)服務產品的云戰(zhàn)略。

同樣，基于在視頻應用方面的深厚積淀，網易此前已經推出“視頻云”產品，通過SDK與Demo，助力企業(yè)客戶輕松打造在線直播平臺，滿足在不同設備如手機、平板、和PC等多終端播放需求等。網易視頻云在網易BoBo、網易CC等娛樂直播等表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，此前還曾支持網易實現(xiàn)移動端視頻直播“有態(tài)度人物盛典”。

手機音視頻應用呈現(xiàn)井噴狀態(tài)

近兩年，由于移動網絡的不斷升級和視頻直播的流行，手機音視頻方面的App應用呈現(xiàn)出井噴狀態(tài)。在網易杭州研究院多媒體技術專家郭再榮看來，移動端的音視頻直播、點播之所以能大量爆發(fā)，跟幾個因素分不開：

首先，音視頻直播、點播的需求一直大量存在，包括各種行業(yè)應用，比如視頻門戶、娛樂直播、游戲直播、在線教育、遠程醫(yī)療，遠程監(jiān)控，企業(yè)協(xié)作，社交應用等等。“以前之所以沒有全面爆發(fā)，是因為硬件條件不滿足，比如網絡的帶寬有限”，郭再榮認為，目前網速仍在不斷提升，光纖普及到小區(qū)，有線網絡的上下行帶寬已經達到要求，“移動網絡4G接入速度也很快，滿足了基本的視頻直播帶寬要求。而且網絡資費也比較低，變得大眾可接受。”

其次，智能硬件設備大量普及，特別是大屏智能手機、平板，基本是人手一臺。同時這些設備的性能也越來越強勁。郭再榮介紹，“硬件性能的提升解決了視頻編解碼的性能瓶頸，可以拿手機、平板作為PC機器使用”。

基于以上兩點，隨時隨地的直播成為可能。“觀眾在流暢地觀看著視頻畫面的同時，其實并不知道這背后我們曾解決過大量的技術難題。”郭再榮介紹，網易視頻云凝聚了網易公司15年的技術積累，在音視頻編解碼上有著豐富技術底蘊和完整成熟的解決方案，給該領域的云服務市場帶來了穩(wěn)定的巨頭級產品。

移動音視頻技術優(yōu)化的七個方向

大會資料顯示，郭再榮2006年畢業(yè)于武漢大學通信與信息系統(tǒng)專業(yè)，一直從事視頻編解碼算法的研發(fā)，在音視頻編解碼器，視頻點播和互動直播服務開發(fā)方面擁有十年的實戰(zhàn)經驗。

針對移動端視頻優(yōu)化，郭再榮在演講中提出了七個方向：

第一，選擇通用性好，性能良好，復雜度相對較低的編碼器，主流的是H.264編碼器，開源的主要是x264和openh264，其中openh264是思科開源項目，針對實時視頻通話場景做了優(yōu)化。

第二，在選定一個編碼標準之后，就要看是否采用硬件編碼方式，如果采用軟件編碼，那么會比較耗費cpu資源，表現(xiàn)出來就是設備發(fā)燙，耗電快，但是設備兼容性好，幾乎可以在任何設備上運行。如果采用硬件編碼方式，那么編碼性能好，完全可以支持1080p圖像全高清的實時編碼，而且也省電，但是設備的適配性比較差，特別Android設備的硬件編碼模式支持的比較差。ios設備支持的適配性比較好，但是，沒有開放更底層的編碼接口，難做到按幀獲取碼流，進行實時直播。另外用硬件編碼方式，也比較難做動態(tài)碼率控制。針對網絡直播和點播場景，在編碼階段要盡量做到碼率波動的平滑，這個需要優(yōu)化碼率控制算法。

第三，對于Gop的大小也要根據應用場景做適當的調整，如果關鍵幀之間的間隔小，那么碼率會出現(xiàn)頻繁的尖峰，發(fā)送數據的時候，會造成瞬間的擁塞。

第四，可以通過設置buffer來解決碼率波動問題，比如在推流端增加一個發(fā)送緩沖區(qū)，按照固定的碼率發(fā)送數據，而不是根據每幀數據來發(fā)送。同樣在播放器也可以設置一個接收buffer，解決網絡波動對播放造成的頻繁卡頓。但是這個設置過大的buffer會增加延時，不適合直播應用，比較適合點播應用。對于直播場景，要求端到端的延時盡量小，播放端能快速啟動，看到畫面。對于rtmp直播還要解決累計延時，可以采用在播放器主動清空buffer的方法。

第五，不管是直播還是點播服務，都存在一個端到端的數據傳輸鏈路問題。在推流端先要連接到接流服務器，這時就要選擇合適的節(jié)點，一種是根據客戶端的DNS域名來選擇就近的節(jié)點，當DNS配置有誤的時候，可能會存在調度不準的問題。另外一種是根據客戶端的出口IP來選擇節(jié)點，這種調度方式會比較準確一些。同樣對于播放器端也是采用類似的方式來選擇流媒體服務器集群的邊緣節(jié)點。

第六，在整個直播或點播過程中，最好有實時統(tǒng)計數據，包括網絡類型，機器信息，實時網絡狀況，幀率，碼率，分別率等。這樣可以分析遇到的各種問題，特別是對于直播場景，當網絡波動，出現(xiàn)卡頓時，可以為動態(tài)調整qos提供依據。

第七，對于直播場景，采用qos策略，動態(tài)調整編碼參數，包括幀率，碼率，分辨率，緩沖區(qū)。當直播出現(xiàn)卡頓，采用快降慢升的策略，當網絡波動比較厲害，這樣可以避免編碼參數頻繁的來回調整，造成惡性循環(huán)。當進行編碼參數調整時，一般是根據分辨率把碼率，幀率分成幾個檔次，然后在根據一定時間段內的統(tǒng)計數據，在這幾組參加集會之間進行來回切換，確保音視頻流暢的同時，盡量提高圖像質量。

網易視頻云承載網易杭研技術實力

目前，視頻云正廣泛應用于在線教育、遠程醫(yī)療、娛樂秀場、企業(yè)協(xié)作、在線金融、視頻門戶等行業(yè)。在視頻云領域，近年來涌進了眾多創(chuàng)業(yè)公司，但因為技術參差不齊，穩(wěn)定性和易用性成為急需解決的重要問題。

郭再榮透露，視頻云行業(yè)雖然垂直，但卻需要更多基礎設施支持。在這方面，網易視頻云承載了網易杭州研究院的技術實力，依托的是整個網易公司的云端基礎設施能力，“這是網易創(chuàng)立19年逐漸積累起來的，我們的視頻云技術方案來源于網易系成熟的產品體系，目前運行著網易云音樂、網易云課堂、網易bobo、網易青果、易信、網易新聞等20多個網易系重要產品。”

自去年開始，網易加快了技術開放和共享步伐，推出了多款云服務產品，瞄準企業(yè)服務市場，包括網易云信（即時通訊云服務）、網易七魚（云客服）、視頻云、網易蜂巢（容器云）、易盾（反垃圾云服務）、云捕（App質量跟蹤平臺）、網易有數等等。“這是長久積累爆發(fā)的結果，順應互聯(lián)網+的發(fā)展趨勢，通過便捷的云計算助力創(chuàng)業(yè)者、開發(fā)者”，網易視頻云方面表示，“為各類應用打造一站式的在線視頻平臺，提供給市場真正穩(wěn)定、易用的產品，這是網易推出視頻云的初衷。”

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