金山云H.265编码荣膺世界最强视频编码软件称号

8月25日，视频压缩界享有盛誉的视频编码器大赛成绩揭晓，来自中国金山云的H.265编码软件KingSoft HEVC Encoder(简称KSC265，零开源代码依赖、完全著作权)夺得软件编码器第一、软硬件编码器总成绩第二的好成绩 (http://www.compression.ru/video/codec_comparison/hevc_2016)，这是截至目前中国商用视频编码软件获得的最高国际荣誉。

探秘世界最具影响力的视频编码器大赛

视频压缩，又叫视频编码。它通过时间、空间、视觉和统计冗余去除算法，将原始数字视频信号的传输和存储代价节省了几十倍甚至上百倍。视频编码器的综合性能，包括编码速度(fps，帧/秒)、编码效率(压缩率和编码损失的综合参数)、平台适用性和码率控制(码率平稳度)能力等，一直是工业界和学术界所共同关注的关键指标。

视频编码器大赛(Video Codec Comparison)由MSU(Moscow State University，莫斯科国立大学)组织，是唯一坚持征集各大公司的视频编码器并进行科学比较测试的比赛，自2003年以来连续举行13届，从未中断，是视频编码行业内具有最高影响力的比赛。该项赛事以科学的视频选取、严谨的测试方法和公正公开的测试报告而著称。

以视频选取为例，首先从超过30000个视频的多媒体视频库中人工选择了近千个4K视频，然后通过使用K-MEAN算法对视频的时间和空间复杂度(横轴和纵轴)进行分类。每次比赛时，随机选择红色标记的百余个视频做测试集(见图1)，以方便全面比较征集的各大公司的视频编码器，从而保证了比赛结果的高准确性与权威性。

图1. 视频编码器大赛的测试视频选取

性能比肩Intel KSC265更适用于移动终端

首先回顾下去年的赛况，随着最新一代视频标准(HEVC/H.265)编码器的不断成熟，2015年的视频编码器大赛对包括HEVC视频编码器在内的各大公司编码器做了一次广泛的对比，参赛方包含Google的VP9、Intel MSS的HEVC软硬件编码器，著名的开源软件X264和X265，SIF Encoder developer team、f265 Developer Team、印度的著名芯片设计公司IttiamSystems的HEVC 编码器，另外还包括知名公司InTeleMax、System house “Business partners” 以及中国HEVC 编码器的先行者视骏(Strongene)。

比赛结果如图2所示，以X264的编码效率为基准，X265实现了平均8%的编码码率节省并荣膺最强视频编码器殊荣。图中没有列举的编码器，如vp9、SIF、Ittiam、视骏等，则由于受限编码速度或编码效率等原因没有参加所有三个大项(快速，一般性和高效)的比赛。

图2. 2015视频编码器大赛综合评价结果

2016 年的视频编码器大赛于2月正式开始， 2015年比赛的前几名经过算法优化后均继续参赛，同时这也是视频编码项目的世界顶尖级切磋。8月25日，比赛结果公布，金山云的KSC265编码器首次参赛便获优异战绩。其参加了所有的三个大项，在纯软件编码器方面，金山云摘得桂冠，KSC265成为名副其实的最强视频编码软件，同时在综合评价结果中获得了第二名的好成绩。

具体分析KSC265的优异表现如下：

首先，如图3所示的速度/效率综合曲线中(横轴为编码速度，纵轴为编码效率，以X264为基准，注意箭头better的方向)，KSC265跟 INTEL GPU编码器相差无几，且更具速度优势。而且，INTEL GPU编码器受限于INTEL GPU芯片的使用，一般很难在移动终端(例如ARM手机)中应用，KSC265无疑在商用范围上更广。

图3. 2016视频编码器大赛综合评价结果

其次，KSC265在“快速”项目(fast encoding)中排名第二，实现了与INTEL GPU编码相近的压缩效率(低2%-3%)。但是，INTEL GPU编码速度要比KSC265慢13%。由于编码器都是在编码效率和编码速度之间进行权衡，因而可以预期“快速”项目中，KSC265在相同编码速度上的编码效率不差于INTEL GPU编码。(见图4)

图4. 2016视频编码器大赛“快速”项目评价结果

第三，KSC265在“一般性”项目(universalencoding)中也排名第二，虽然比INTEL GPU编码效率差7%，但INTEL GPU编码速度要比KSC265慢了30%。同理可以预期“一般性”项目中，KSC265在与INTEL GPU编码相近的编码速度情况下，编码效率也将不差于INTEL GPU编码效率。(见图5)

图5. 2016视频编码器大赛“一般性”项目评价结果

第四，仔细分析报告可以发现，如图6的例子特别多，即：KSC265在“快速”和“一般性”项目中的中低码率上(3Mbps以下)，在相同压缩效率时编码速度表现远超其他编码器。这也恰恰验证了KSC265的特色——面向中低码率的移动互联网应用，确保在高压缩效率下显著提高编码速度。

图6. 2016视频编码器大赛3M以下码率编码结果比较举例

第五，从图7、图8的比赛总结报告可以看出，相比于KSC265，INTEL GPU编码的码率控制能力在一些video上问题更大。而编码器的码率控制能力越强，就越容易适应商用环境下的受限的带宽能力。于是可以预期， KSC265较INTEL GPU编码更容易适应移动直播等带宽受限应用对视频编码器的需求。

图7. 2016视频编码器大赛的码率控制评价结果

图8. 2016视频编码器大赛的码率控制结果举例

加速H.265移动直播大时代来临

综上所述，尽管摘得“最强视频编码软件”殊荣，但这并不足以表明金山云在编码技术上的全部优势。虽然在最终不计编码速度的编码效率评价结果中，KSC265 略逊于INTEL GPU编码，但KSC265的综合编码结果在“快速”和“一般性”两个项目上不弱于INTEL GPU编码，在带宽受限应用中的实际商用能力上、在平台适用能力上也比INTEL GPU编码更为出色。

此外，通过比较几个编码器的参数配置可以看到，KSC265参赛的速度级别为fast, slow和veryslow。据KSC265编码器在测试网址https://github.com/ksvc/ks265codec中所述，KSC265过去两年来的主要优化方向和最大优势其实在于快速高效编码级别veryfast和superfast。它们主要应用于金山云的移动视频直播SDK产品以及云直播、云转码服务。 因而KSC265在veryfast和superfast档次上的优势在本次比赛中并没有得到体现。

总之，本次视频编码器大赛不仅让我们对中国本土的金山云H.265视频编码器的能力刮目相看，同时也再一次巩固了金山云H.265在行业内的领先地位。通过对KSC265编码器的详细结果分析可以发现，金山云H.265编码器表现出以下明显优势：

1) 金山云H.265编码是纯粹的软件编码，在ARM\X86\X64等多个平台均可以编译执行，有利于H.265编码在多种平台下的推广和应用。

2) 金山云H.265编码码率控制能力能够更好地适应带宽受限下的应用需求。

3) 从金山云公开的测试数据看，金山云H.265的编码速度可以接近X264的veryfast档次(同时达到30%以上码率节省)，相比于其他H.265编码具有很大的速度优势和效率优势，能够方便H.265在移动直播等环境下的推广，使得H.265的生态环境得到了明显的提升。

更快速、高效、跨平台、易商用的金山云H.265编码软件的出现，为H.265的推广注入了一剂强心剂，将加速H.265移动直播大时代来临。而这次比赛的结果，也彰显了金山云H.265编码软件世界领先的技术水准，将进一步巩固金山云在视频直播领域的领导地位。