2021年MSU世界视频编码器大赛结果公布，腾讯H.266/VVC编码器首次参赛崭露头角

摘要

2021年10月30日，2021年MSU世界视频编码器大赛FullHD客观结果正式揭晓。由腾讯自主研发的支持最新国际视频编解码标准H.266/VVC的Tencent266编码器在竞争最激烈的高清离线赛道中取得Y-VMAF（v0.6.3、v0.6.2、v0.6.1）、Y-VMAF-NEG（v0.6.1）、Y-PSNR第一名的好成绩。MSU编码器大赛是视频编码领域的重要赛事，近年来在业界的影响力越来越大。Tencent266在MSU比赛中取得好成绩，是腾讯在国际视频编解码标准制定领域跻身世界前列后，在研究成果落地方面的又一个重要里程碑。相信新技术的成熟落地将大大促进多媒体领域应用的进一步发展，更好的服务广大用户，践行科技向善。

视频编解码器的重要地位

近些年随着视频服务领域的快速发展，点播、直播、短视频、VR、视频聊天等领域相继爆发，人们对于高清、超高清视频的追求越来越强烈，同时也带来了越来越大的带宽压力。如何降低带宽消耗的同时又能最大化的还原视频的画质，不仅是视频压缩研究领域的重要课题，也是工程落地实践的重要环节。因此，视频编解码器日益受到各大视频服务厂商的重视，成为比拼科技实力的舞台。

视频编解码标准

说到视频编解码器，就要说到视频编解码标准。每一代视频编解码标准都代表了标准制定当时最为先进成熟的视频压缩技术，并详细规定了视频码流的格式，确保各厂商产出码流的通用性。自第一个被广泛使用的视频编解码标准H.261以来，国际标准化组织ISO、国际电工委员会IEC与国际电信联盟的标准化部门ITU-T合作推出了多代标准，如H.264/AVC，H.265/HEVC，以及H.266/VVC。其中H.266/VVC是最新一代国际标准。其第一版于2020年7月制定完成。相比上一代标准H.265/HEVC，H.266/VVC可以在相同主观质量条件下将视频带宽降低一半。腾讯多媒体实验室积极参与了H.266/VVC的标准制定，不仅在标准组织中担任包括H.266/VVC标准联合主编与参考软件联合主席的重要职位，也同时是重要的技术贡献者。根据德国知识产权平台IPlytics今年8月的最新数据，腾讯对H.266/VVC标准的技术贡献排名全球第三，达到世界领先[1]。90年代中国VCD、DVD企业由于不具备视频标准必要专利而被卡脖子的无奈将不再出现。

MSU编解码大赛介绍

MSU编码器大赛始于2003年，由莫斯科国立大学（Moscow State University）的图形与媒体实验室（MSU Graphics & Media Lab）主办，评测业界开源和私有编码器性能[2]。随着2015-2016年中国企业视骏科技、金山等公司参加该系列比赛，这个比赛开始为大家所知，并逐渐受到业界的重视。十几年间，MSU比赛有很大的演进。在客观评价上，今年MSU引入了更多的客观指标，共包括SSIM、MS-SSIM、PSNR (avg. MSE)、PSNR(avg. log)、VMAF v0.6.3、VMAF v0.6.2、VMAF v0.6.1、VMAF NEG v0.6.1。根据MSU的研究结果，VMAF系列是客观指标中与实际主观质量相关度最高的指标[3]。其中VMAF NEG更受关注，因为VMAF NEG可以降低打开预处理和后处理对VMAF评分的影响。由于可以较为准确的评价解码视频的主观质量，Y-VMAF目前在业界被广为使用。此外，MSU为更加准确评价YUV的综合压缩性能，除往年的4:1:1外，还引入了6:1:1，8:1:1，和10:1:1的加权平均结果，以避免往年编码器通过过度提升色度信号质量来达到提高YUV/SSIM-4:1:1评分的情况。由于亮度信号最为重要，而色度信号承载的信息较少，在编码器中过度加强色度信号虽然可以使得YUV加权结果较好，但会使亮度信号受损，实际降低解码视频的主观质量。

Tencent 266 项目

Tencent266是腾讯自研的H.266/VVC编解码器，简称O266，是由腾讯多媒体实验室牵头并协同腾讯云（架平）、微信和腾讯视频等多个团队联合研发。Tencent266项目完全从零开始，不基于任何标准参考软件或开源代码，从根源上避免了部分开源软件的版权问题。

2020年10月

即在H.266/VVC最终定稿后的三个月内，腾讯在国内率先开源发布了基于Tencent266解码器[4][5]的实时H.266/VVC播放器O266player，性能指标国际领先。腾讯O266player的开源不仅是腾讯视频编解码技术进展的又一个重要里程碑，更是腾讯在推动多媒体技术生态不断演进的一个重要布局。

2021年1月

腾讯将Tencent266解码器优化覆盖至全平台，推出iOS/Android平台ARM优化版O266dec[6][7]，凭借全面的模块性能优化和出色的并行结构设计，移动端O266dec实现H.266/VVC 标准在移动端的单核 1080p 或多核 4K 超高清码流的实时解码，为服务腾讯内外部业务奠定良好基础。

2021年7月

腾讯云基于Tencent266宣布支持新一代国际视频编解码标准H.266/VVC，为全球云厂商中首家，旨在提升对高清视频的压缩能力。目前，腾讯云音视频旗下转码及相关媒体处理应用已支持H.266/VVC标准，播放器等产品支持H.266/VVC解码，助力用户在保持视频质量的同时大幅节省存储及带宽成本，提升超高清视频的观看体验。

2021年

2021年MSU有超过30个编码器参加比赛。由于所有编码器都参与了高清离线（HD 1fps）比赛，这个赛道也是竞争最为激烈的。基于根据成绩有条件公开结果的新规则，共有22个编码器公布了最终结果。Tencent266不负众望，在这个最具挑战的赛道中首次参赛就取得所有编码器中Y-VMAF（v0.6.3、v0.6.2、v0.6.1）、Y-VMAF-NEG（v0.6.1）第一的好成绩。如下图所示[8]，Tencent266相对作为基准的x265编码器可以节省38%的码率，从而大幅降低带宽和存储成本。

图1：Average bitrate ratio for a fixed quality-use case "Slow (1 fps)," all sequences, Y-VMAF (V0.6.3) metric

除Y-VMAF外，Tencent266在传统的Y-PSNR (avg. MSE)和Y-PSNR (avg. log)指标中也取得了所有编码器第一的好成绩[8]。需要指出的是Y-PSNR是在国际视频编码标准（如H.265/HEVC和H.266/VVC）制定过程中除主观质量外主要参照的客观指标。

图2：Average bitrate for a same quality rate (BSQ-rate) "Slow (1 fps)," Y-PSNR (avg. MSE) metric

图3：Average bitrate for a same quality rate (BSQ-rate) "Slow (1 fps)," Y-PSNR (avg. log) metric

同时，MSU也给出了编码复杂度与压缩比的综合比较。如下图所示[8]，Tencent266编码器相对其他压缩比较高的H.266/VVC编码器，复杂度更低，综合性能更好。这些表明腾讯不仅在视频编码标准制定领域世界领先，在先进编码器技术落地方面也走在了前列。

图4：Speed/Quality Trade-Off-use case "Slow (1 fps)," all sequences, Y-VMAF (v0.6.3) metric

展望

每一次新的视频编解码标准全面被工业界采纳，不仅仅是因为其更高的压缩效率，更重要的是能得到整个生态链的支持，其中就包含了视频内容的生产、分发和播放，腾讯前瞻性地布局相关技术和产品研发。

Tencent266编解码器和H.266/VVC技术的推广必将为现有多媒体业务以及未来新兴多媒体应用带来巨大发展空间。未来，腾讯将联合各行业，通过标准制定与产品研发将最新技术输出至行业，为数字化产业建设提供新的技术助力。腾讯多媒体实验室将秉承公司的使命与愿景，一切以用户价值为依归，将社会责任融入产品及服务之中，推动科技创新与文化传承，助力各行各业的升级，践行科技向善。

参考文献

[1]   https://cloud.tencent.com/developer/article/1880087

[2]   https://compression.ru/video/codec_comparison/codec_comparison_en.html

[3]   A. Antsiferova, A. Yakovenko, N. Safonov, D. Kulikov, A. Gushin, and D. Vatolin, "Objective video quality metrics application to video codecs comparisons: choosing the best for subjective quality estimation", arXiv, Jul. 2021. https://arxiv.org/pdf/2107.10220.pdf

[4]   B. Zhu, S. Liu, Y. Liu, Y. Luo, J. Ye, H. Xu, Y. Huang, H. Jiao, X. Xu, X. Zhang, C. Gu, "A Real-Time H.266/VVC Software Decoder," 2021 IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME), 2021, pp. 1-6, doi: 10.1109/ICME51207.2021.9428470.

[5]   B. Zhu, S. Liu, X. Xu, X. Zhang, C. Gu, L. Wang, W. Feng, “Performance of a VVC software decoder”, JVET-T0095, Oct. 2020.

[6]   Y. Li, S. Liu, Y. Chen, Y. Zheng, S. Chen, B. Zhu, J. Lou, "An Optimized H.266/VVC Software Decoder On Mobile Platform," 2021 Picture Coding Symposium (PCS), 2021, pp. 1-5, doi: 10.1109/PCS50896.2021.9477484.

[7]   Y. Li, S. Liu, Y. Chen, Y. Zheng, S. Chen, B. Zhu, J. Lou， “Performance of a VVC Software Decoder on Mobile Platform”, JVET-U0071, Dec. 2020.

[8]   MSU Video Codecs Comparison 2021. Part I: FullHD Content, Objective Evaluation

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编辑：张意晗