編轉(zhuǎn)碼、CDN和AI如何支撐數(shù)百億短視頻的市場規(guī)模？

2018年，你的朋友圈被短視頻屏蔽了嗎？從白發(fā)到嘮叨，短視頻不僅覆蓋了各個階層和年齡段，而且還覆蓋了創(chuàng)作者和各種各樣的人。該行業(yè)迎來了全面的爆發(fā)，這意味著關(guān)注、黃金吸收和研發(fā)的關(guān)注已經(jīng)不是過去了。那么，是什么因素導(dǎo)致了短視頻的全面爆發(fā)呢？

為了深入探索短視頻崛起背后的秘密，英特爾中國互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)部技術(shù)總監(jiān)高明、金山云高級總監(jiān)吳愛敏、知乎專欄作者劉曉明應(yīng)邀參加了首個云中論道節(jié)目。三人參與了短視頻崛起背后的技術(shù)支持，如視頻編碼和轉(zhuǎn)碼CDN以及AI等技術(shù)進行了深入探討。

視頻編碼的突破路徑

目前，全國短視頻行業(yè)用戶數(shù)量已達4億，市場規(guī)模數(shù)百億。自從視頻行業(yè)接觸到互聯(lián)網(wǎng)以來，編碼和轉(zhuǎn)碼已經(jīng)成為一個不可避免的話題。免的話題。更重要的是，現(xiàn)在流行的視頻源源不斷地涌現(xiàn)，用戶數(shù)量巨大，那么如何在高并發(fā)條件下完成解碼步驟，以確保用戶體驗?zāi)兀?/p>

為什么短視頻需要編碼？因為短視頻在生成和上傳過程中需要適應(yīng)不同的播放器。為了滿足用戶在不同播放環(huán)境中的體驗，有必要進行不同程度的轉(zhuǎn)碼。而且未來轉(zhuǎn)碼的應(yīng)用會越來越多，目前的大趨勢是從H.264向H.265轉(zhuǎn)化。數(shù)據(jù)顯示，2017年H.265約占市場的10%，2018年已達到30%。

改善用戶體驗，減少延遲是必不可少的一部分。然而，視頻從上傳到播放肯定會有延遲，這不僅包括轉(zhuǎn)碼延遲、人工審核和CDN在過去，所有的延遲都可能達到幾分鐘的水平。

在轉(zhuǎn)碼方面，在多碼率轉(zhuǎn)碼的情況下，可能需要很長時間才能保持各部分的同步。然而，近年來，在硬件和系統(tǒng)升級的影響下，情況有所改善。與直播相比，短視頻不需要作者與用戶之間的實時互動，因此延遲要求不太嚴(yán)格。分鐘級的轉(zhuǎn)碼控制就足夠了，直播的相對轉(zhuǎn)碼控制就在毫秒級。

在CDN、網(wǎng)絡(luò)，緩存，DNS、服務(wù)器、負(fù)載平衡、網(wǎng)關(guān)等方面都有影響。因此，除了技術(shù)優(yōu)化外，后端硬件支持和網(wǎng)絡(luò)存儲架構(gòu)升級也非常重要。在去年下半年，英特爾推出的新至強可擴展處理器每個CPU6通道使內(nèi)存帶寬增加50%，每個通道CPU核心二次緩存容量從256開始KB提升至1MB將視頻編解碼能力提高到上一代到強處理器的4倍。

過去，英特爾至強處理器常用于短視頻行業(yè)E52600系列V3、V使用4系列AVX2.0指令集，寄存器位寬256位；新到強使用新的AVX-512指令集可以達到512位寄存器的位寬，量級翻倍也意味著單指令多數(shù)據(jù)的計算性能也可以提高到2倍。例如，金山云的業(yè)務(wù)需要H.264視頻轉(zhuǎn)碼，使用英特爾至強鉑金8168處理器的轉(zhuǎn)碼性能達到了過去使用英特爾至強處理器E5-2690V194%的性能對提高短視頻轉(zhuǎn)碼速度有很大幫助。

CDN如何保證視頻質(zhì)量？

本質(zhì)上，短視頻和直播采用了一種技術(shù)。與傳統(tǒng)視頻相比，它們對延遲和秒開的要求更高，這在移動時代尤為突出。

自2015年10月移動直播以來，視頻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進入了高速軌道。2016年被稱為移動直播的第一年，2017年成為移動直播的下半年。如今，許多移動直播終端企業(yè)已經(jīng)無法回歸天空，流量競爭也越來越集中在龍頭客戶身上。這些客戶的競爭主要集中在視頻質(zhì)量和內(nèi)容吸引力上。視頻質(zhì)量評價主要包括延遲、秒開、卡頓三個主要參數(shù)。

延遲通常發(fā)生在三個環(huán)節(jié)，一是推流；二是CDN傳輸過程，但延遲很小，只有幾十毫秒；第三，播放端會有2到3秒左右的延遲。然而，并非所有的延遲都是不允許的。在對延遲要求最高的直播行業(yè)，不同的直播類型對延遲控制有不同的要求。游戲、社交和節(jié)目的延遲將控制在3到5秒內(nèi)，以滿足主播和粉絲之間的文本互動；對于事件和活動的直播，由于一些特殊因素，一般延遲會更大，播出過程中需要15-30秒的延遲，也方便內(nèi)容審核。

秒開的實現(xiàn)最接近用戶CDN邊緣節(jié)點緩存部分?jǐn)?shù)據(jù)，讓用戶在幾十毫秒內(nèi)看到音頻和視頻；此外，短視頻不同于直播，一些熱門短視頻很容易存儲在邊緣網(wǎng)絡(luò)中，然后在手機上加速，可以預(yù)加載，幫助實現(xiàn)第二次打開。

此外，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和終端的細(xì)節(jié)也會受到影響，例如DNS優(yōu)化播放器的細(xì)節(jié)。典型的問題是最后一公里的網(wǎng)絡(luò)，即從手機到最近節(jié)點的距離。因為用戶可能在戶外或信號不好的地方，很容易導(dǎo)致延遲。

解決這個問題的方法有很多。例如，金山云推出了雙邊加速產(chǎn)品，幫助解決邊緣網(wǎng)絡(luò)問題，提高觀看質(zhì)量。此外，它還可以降低傳輸過程中的代碼率，然后增強終端。該代碼率的自適應(yīng)模式可以通過算法感知用戶終端播放過程中的網(wǎng)絡(luò)問題，并動態(tài)切換到適應(yīng)的代碼率，以確保視頻播放用戶的體驗。

人工智能是短視頻行業(yè)的重大好處

視頻質(zhì)量的保證取決于CDN，另一個主要競爭點的內(nèi)容吸引力取決于人工智能和人工智能。在過去，視頻是一種特殊的內(nèi)容，只有人才能理解、欣賞和應(yīng)用它。人工智能興起后，機器也可以在人工智能的幫助下做部分人工工作，從本質(zhì)上改變了視頻行業(yè)。

一方面，視頻吸引力的保證需要高質(zhì)量的視頻作者或錨不斷提供材料，另一方面，這取決于視頻本身的因素，包括內(nèi)容的安全性和用戶的傳輸。而且AI越來越多的人可以做到，包括軟件檢測、物體檢測、視頻分析、視頻分類、非法視頻檢測等過硬件和軟件的改進，平臺可以AI兼顧速度和性能，達到最佳效果。在內(nèi)容安全方面，在內(nèi)容識別領(lǐng)域，可以通過分析找非法或不允許的內(nèi)容，有效地降低了勞動力成本；圖像增強，AI可以通過算法恢復(fù)一些不清晰的視頻細(xì)節(jié)，既節(jié)省了傳輸帶寬，又增強了用戶體驗。

AI視頻行業(yè)的出現(xiàn)意味著什么？這可能是一種顛覆。AI該模型可以訓(xùn)練機器識別視頻，并應(yīng)用于許多領(lǐng)域。在安全領(lǐng)域，訓(xùn)練有素的機器可以幫助公安局每月多抓500名逃犯；在民用領(lǐng)域，色情、恐暴等內(nèi)容將無處藏身。AI它給視頻行業(yè)帶來了巨大的好處。

對于機器學(xué)習(xí)，一個高質(zhì)量的訓(xùn)練平臺可以事半功倍。目前，英特爾主推的最強可擴展處理器可以很好地進行influence，一方面，英特爾將幫助用戶從不同的擇不同的類型CPU選擇最合適的主頻和核數(shù)CPU支持用戶業(yè)務(wù)，提供最佳性能和TCO；另一方面，為英特爾平臺優(yōu)化提供深度學(xué)習(xí)軟件框架CPU最大限度地發(fā)揮性能，英特爾工程師也可以根據(jù)用戶的具體需要進行有針對性的優(yōu)化，如根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行特定的算法優(yōu)化，并在英特爾平臺的幫助下提高深度學(xué)習(xí)的性能。提供英特爾優(yōu)化版Caffe、TensorFlow、MXNet等待機器學(xué)習(xí)框架，用戶可以最大限度地利用英特爾到強可擴展處理器AVX-512指令集來達到性能提升，在終端設(shè)備上英特爾提供的MovidiusVPU硬件加速器還可以實現(xiàn)圖像和視頻的分析加速，引入英特爾FPGA等待更多的新硬件可以進一步減少延遲，同時提供高性能。

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