【斩获佳绩】BIGO编码器全球编码大赛名列前茅

BIGO 佳绩

2020年12月07日，MSU编码器大赛结果初步揭晓，BIGO自研的HEVC编码器XCCZM265首次参加比赛，即取得了YUV-SSIM性能指标综合第二，YUV-PSNR(avg.MSE)、Y-VMAF性能指标综合第三的好成绩。全面优异的参赛成绩，显示BIGO HEVC编码器的综合技术水平已稳居全球前列。

MSU编码器大赛是由莫斯科国立大学（Moscow State University）举办的世界顶级视频编码器大赛，本次比赛吸引了腾讯、阿里、百度、MulticoreWare、字节跳动、微帧、爱奇艺等视频领域顶级编码器大厂参与，可谓高手云集，竞争十分激烈。

MSU本次发布的是FullHD客观性能测试报告，涉及SSIM、PSNR、VMAF等多个技术指标。比赛使用的50个测试序列由MSU专家和参赛成员投票产生，综合考虑了时间和空间复杂度，具体分布如下图所示，码率覆盖范围广，从1M到12 Mbps，对于简单场景和复杂场景都做了考虑，能够充分验证编码器的性能。

SSIM、PSNR、VMAF是视频编码领域常用的全参考质量评价指标，分别从结构相似性、均方误差、主观感受度等三个维度评价编码器的性能。在实际业务场景中，这三项指标都非常重要，需要充分兼顾。PSNR指标虽然使用比较普遍，但是由于没有考虑采集噪声、人眼感知信息，所以有时候PSNR反应的图像质量与人眼主观感受并不完全相符，甚至差异很大。而VMAF作为近些年出现的评价指标，虽然一定程度上能够反映人眼主观感受，但是其对每帧计算结果求平均的计算方法，容易忽略掉画质边界，另外VMAF 质量评估模型需要与实际的评测环境、视频内容相匹配才更有意义。而SSIM指标在评价噪声图像、模糊图像时也有一定局限性。

因此，在开发编码器之初，BIGO视频编码团队就十分注重各个算法在SSIM、PSNR、VMAF等各指标下的综合表现，从分析各个评价指标的原理入手，研究各算法在不同指标下表现差异的原因，创新的提出了自适应协方差算子的方法，解决了压缩性能算法以及快速算法在各个指标下的平衡优化问题。

YUV-SSIM指标评测结果：XCCZM265(BIGO)排名第二。

SSIM(Structural Similarity) 即结构相似性，该指标综合考虑了亮度、对比度、结构等信息，旨在比较原始图像与处理后图像的结构信息，研究感知结构的损伤，而不是感知误差。在编码技术中帧结构、AQ、CUTREE、编码单元块划分、变换单元块划分、MERGE/SKIP模式、码控等算法对结构相似性指标更敏感，BIGO HEVC编码器从图像特征出发，结合已编码信息对这些算法做了自适应处理，取得了不错的效果。

YUV-PSNR指标评测结果：XCCZM265(BIGO)排名第三。

PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio) 即峰值信噪比，是图像质量评价使用最普遍的客观指标，其衡量的是对应像素点的误差，即基于误差敏感的图像质量评价。在编码技术中场景切换检测、帧内编码、RDOQ、SAO、DEBLOCK等算法对峰值信噪比指标更敏感，BIGO HEVC编码器综合分析图像特征、码率水平、帧结构层次等信息对算法实现了自适应调整。

Y-VMAF指标评测结果：XCCZM265(BIGO)排名第三。

VMAF(Video Multimethod Assessment Fusion)，从保真度、细节丢失和运动三个指标衡量图像质量。视频编码评价中，SSIM、PSNR指标正向的情况下，VMAF指标一般也会正向。但是SAO算法容易产生负向效果，BIGO HEVC编码器依据图像复杂度、帧结构层次等信息实现了自适应开关SAO，消除了负向影响。

BIGO HEVC编码器在本次大赛中取得优异的成绩得益于“十年磨一剑”的研发策略，公司极为重视底层技术，并持续增加对底层技术的投入。BIGO产品矩阵丰富，生产内容多样，涵盖直播Bigo Live、短视频Likee、实时通讯imo等产品，服务于全球150多个国家4亿多用户，需要面对带宽成本高和网络环境复杂这两个重要问题，同时用户对视频播放流畅度、画质清晰度要求较高，这些都对视频编码技术提出了挑战。BIGO视频编码团队通过对编码技术不断的研究与探索，持续优化自研编码器,以更低的码率更快的速度提供更清晰流畅的画质，有效提升了用户的观看体验。

BIGO HEVC编码器在H265内核的基础上，支持了HEVC标准全部的编码工具,另外添加了数十种高效的快速算法，在很小画质损失的条件下极大提高了编码速度。码率控制方面，支持包括crf、abr、cbr、2pass等在内的多种方法。预处理也做了大量的优化，可以根据视频内容自适应的提高编码效率。同时，编码器还支持自适应HVS和4K 10bit HDR编码，提高了主观画质。

同时，BIGO HEVC编码器能配置多个速度和画质级别，并针对不同的应用场景进行了定制和优化，可用于直播、点播、零延迟、云游戏等多种业务。除此之外，编码器也提供了丰富的接口，业务部门可以很方便的进行调整和适配，以满足自己的需求。目前，BIGO HEVC编码器已经在Likee和Bigo Live上进行了部署，在画质不变的条件下节省了20+%的带宽。

BIGO视频编码团队除了专注于提升现有编码器的性能之外，也在进行AV1、VVC、AVS3等新一代标准编码器的研发。

BIGO自研的HEVC编码器经过了Bigo Live和Likee这样的大体量复杂业务的千锤百炼，此次又在MSU世界编码器大赛中取得优异成绩，充分体现了BIGO视频编码技术上的先进水平，同时也意味着BIGO在助力自身视频业务性能提升的同时，有能力更好地助力行业客户，为客户带来更低成本、更清晰流畅的视频体验服务。