編碼技術新突破：字節跳動AVG讓視頻縮小13%
字節跳動的海外技術團隊在全球視頻編碼領域實現最新突破。
據聯合視頻專家組JVET官網顯示，字節跳動AVG（先進視頻團隊）今年2月發起一項視頻壓縮的技術提案，該提案能夠在優化壓縮質量的同時，節約至少13%的存儲和帶寬。例如，一段180分鐘H.266/VVC標準的高清視頻（1080P分辨率），大約需要3GB的數據體積，應用新技術后只需要2.6GB。這是業界公開的單個智能編碼工具的最佳性能增益。
字節跳動AVG在美國加州建立研發團隊，成員有來自高通、微軟、英特爾等巨頭的資深研究員，也有出身海內外頂級院校的新生代。在此前JVET制定新一代國際視頻編解碼標準H.266/VVC的過程中，字節跳動AVG累計提交260+項技術提案，其中130+項被采納，被采納提案數和采納率均排在世界前列，是H.266/VVC核心算法的主要貢獻者之一。
視頻是由一張張圖片連接起來的動態圖像序列，視頻編解碼則是視頻應用的底層核心技術，作用是對圖像進行壓縮和數字編碼，以盡可能小的帶寬傳送高質量的視頻數據。H.266/VVC能夠在不影響畫質的情況下，把視頻碼率降低到前一代標準H.265/HEVC的一半。本來只夠放標清視頻的網速，也能流暢播放高清視頻。
此次字節跳動AVG提出的新算法，旨在通過深度學習技術構建減少視頻壓縮失真的濾波器(DAM)，主干是基于殘差單元堆疊的深度卷積網絡，輔以自適應模型選擇以最大程度適應特性復雜的自然視頻。所謂殘差單元是指通過引入跳層連接，允許網絡把注意力放在變化的殘差上，這與視頻圖像幀之間的殘差有異曲同工之妙，比如武林高手決斗，“劍光一閃”，每一幀圖像絕大部分內容是相同的，閃動的劍光形成殘差，這也是視頻編碼壓縮的重點關注對象。
實驗結果顯示，相比H.266/VVC最新標準，字節跳動的DAM解決方案能夠為視頻編碼性能帶來顯著提升，亮度信號Y可實現10.28%的性能增益，兩個色度信號U和V，性能增益也分別達到28.22%和27.97%，在視頻質量有所優化的同時，至少還可縮小13%的數據體積。
圖：測試用例來自國際標準組織的測試視頻
據悉，字節跳動AVG已自主研發了BVC2.0編碼器，首次參加國際權威的MSU 2020視頻編碼器大賽，就在四項評價指標上包攬第一。AVG的各項研究成果，也將通過BVC編碼器的升級換代投入應用，包括抖音、西瓜視頻、今日頭條等 App的視頻類內容處理，以及云計算、云游戲等基礎架構領域，從而為用戶帶來更高清畫質、更流暢播放的視頻體驗。
AVG除了深度參與國際視頻標準制定外，也為國產新一代視頻壓縮標準AVS3做出重要貢獻，包括塊劃分、運動矢量編碼及預測、色-亮度幀內預測等多項原創性技術被AVS3視頻標準所采納。字節跳動因此獲得2019年度AVS產業技術創新之提案獎，是迄今唯一獲獎的互聯網企業。
字節跳動AVG的張莉博士介紹說，視頻壓縮標準作為服務商必須遵循的規范，不僅蘊含著難以估量的商業價值，也會為用戶帶來實實在在的便利。通過標準制定與產品研發，字節跳動會持續創新并輸出技術能力，與行業一起為用戶提供更優質的視頻服務。
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