2022年3月24日
By 1月时特约编辑
专题文章

买家指南:按标题编码

按标题编码是减少流带宽的最简单和最便宜的方法之一, 提高观众质量, 或者两者都完成. 它正在成为云编码服务的标准功能, 在这份买家指南中, 我将介绍为云编码场景选择最佳逐标题选项所需了解的内容.

在标题编码中，编码服务为每个视频文件创建一个唯一的编码阶梯. 同时可用于直播, 标题编码最常用于视频点播(VOD)。, 这将是本文的重点.

与所有的买家指南一样，提及公司的目的是具有代表性，而不是详尽无遗. 如果没有提到你的公司，可以在下面加上备注.

标题编码概述

当您使用逐标题编码压缩视频时, 编码器分析文件以衡量复杂性，然后专门为该文件创建编码阶梯. Some services use artificial intelligence to gauge complexity; others use simple mechanisms like 恒速率因子编码. 但它们都包含文件分析组件.

从那里, 服务的不同之处在于它们向用户提供的每个标题控件, 服务在创建阶梯时考虑的输入, 以及服务实际根据这些输入定制的配置项. 我将专门用一节来讨论这些差异，并以您可以运行的测试来衡量单个标题技术的性能作为结论.

按标题编码控制

每个标题编码控件包括您可以在输入文件时自定义的配置选项. 这些信息应该在服务的用户界面或文档中提供. 有一些服务, you have no ability to impact the output; you upload the file, 服务分析它并创建梯子, 你得到什么就得到什么. 大多数发行商需要更多的控制权. 至少，您需要能够设置最小和最大文件数据速率. 否则, 编码阶梯的最低级可能具有比您希望支持的最小连接速度更高的数据速率, 最大数据速率可能超过您的预算目标.

举个例子，图1 显示了在使用AWS Elemental的自动ABR编码功能从程序的用户界面配置每个标题编码时可用的选项. (通过AWS Elemental API提供的选项可能会有所不同.)您可以看到最小和最大数据速率, 就前面所述的原因而言，哪个是重要的.

图1. 可用于AWS Elemental的自动标题编码ABR的输入配置选项

您还可以看到最大输出，它控制了梯子上的最大梯级数. 这一点很重要，原因有几个. 第一个, 因为你的编码是由输出级收费的, 控制梯级的数量可以控制编码成本. 其次，它控制了梯级切换的效率.

来解释, 一般的经验法则是，编码阶梯中的数据速率应该增加1.每阶5x-2x. 因此，如果Rung 3是1000kbps，那么Rung 4应该在1500kbps和2000kbps之间. 如果梯级更近，质量差异最小，避免了开关的需要. 如果它们相距太远, 编码阶梯可能使观看者通过低比特率连接在丑陋的阶梯上.

如果指定的范围是200Kbps-6Mbps, 如图1所示, 最大梯级数为7足以产生满足1的梯级.5 x-2x目标. 如果服务不允许你限制梯级数, 您最终可能会提高编码成本，而对QoE没有真正的好处.

您可能还希望能够设置梯子梯级的最小和最大分辨率，并能够在特定分辨率下强制梯子梯级. 例如, 如果你在你的网站上部署了640x360的浏览窗口, 您可能希望以该分辨率编码多个等级.

为每个标题编码设置一个质量水平也是很有用的, 哪些不是所有服务都启用的. 如前所述, 所有服务分析传入的文件，以确定最佳的阶梯配置. 一些服务，如AWS Elemental和腾讯，只是从那里创建了阶梯. 其他人, 比如Bitmovin和Brightcove, 允许您选择明显调整质量和数据速率上下的质量级别.

这在几个实例中很有用. 第一个, 大多数发行商都有一个预先选定的目标质量等级, 通常在93到95个视频多方法评估融合(VMAF)点之间. 如果每个标题服务不能使用默认设置始终达到目标, 你可以通过质量设置来调整. 也, 如果你们有不同的质量目标, 说, 免费和订户视频或用户生成的优质内容, 您可以使用质量配置来调整这些不同目标的质量.

创建每个标题的编码阶梯

绝大多数云服务分析输入文件，衡量复杂性，并创建阶梯. 一些服务，比如Brightcove的上下文感知编码, 考虑“与传送网络和用于查看内容的设备相关的约束”.“这很有道理, 如果你提供的是通过3G连接的Android手机或通过高速连接的智能电视，你就会创建一个完全不同的阶梯, 即使两个梯子传送的是同一个源文件.

很明显, 你需要分布数据, 这意味着只有当编码文件的服务也分发文件时，此功能才可用. 这里提到的其他服务都不提供此功能, 尽管您可以使用前面讨论的配置选项来为观众定制梯子.

调整标题配置选项

所有标题编码服务在定制编码阶梯时定制视频文件的数据速率, 但有几个不调整梯级数或阶梯分辨率. 这种静态方法在许多情况下会降低质量.

例如，假设一个服务对每个文件使用三个横档. 这可能适用于可能需要顶层为1的动画文件,500 kbps, 但对于一场需要6级的顶级足球比赛来说，这将是一个糟糕的选择,000Kbps实现VMAF 94. 一个有7个阶梯的固定梯子可以很好地传递足球比赛，但会为动画创造不必要的阶梯.

你通常还想为简单的文件(比如说话的头和动画)使用更大的分辨率，为有很多细节的高动作视频使用更小的分辨率. 仅调整数据速率的编码阶梯无法针对这些不同的视频进行优化.

大多数主要厂商都在调整数据速率, 横档, 和解决, 这应该是你所考虑的服务的最低要求. 除此之外, 高级文件配置在您需要的方面肯定会突破极限, 它们说明了一些服务可能不提供什么.

例如, 如果你正在分发高动态范围(HDR)内容, 确保你的候选服务可以处理HDR，以及它们是否可以在梯子内自动从HDR切换到SDR. 同样，如果你发布的是高帧率视频，比如60帧/秒的体育内容. 在梯子的某个点上，你可能想要从60帧/秒切换到30帧/秒. 如果您正在使用HDR或高帧率内容, 在流程的早期就询问这些能力.

另一个需要考虑的问题与编解码器配置文件等兼容性问题有关. 对于某些服务，您可以选择H.264的轮廓(基线，主，或高)为整个阶梯，但不为个别梯级. 另一些则允许您为每个梯级指定一个配置文件, 对于那些仍然希望使用遗留设备的基线或主配置文件生成较低等级的人来说，哪些是必不可少的.

其他标题编码问题

在最重要的“其他”类别中有几点:首先是价格. 有些服务对每个标题收取额外费用, 这是有意义的，因为它可能需要另一个分析通道. 另一些则要求使用成本更高的某些编码参数，从而增加了编码的总体成本. 因为成本总是很重要，所以你应该尽早询问每款游戏的价格.

第二个问题与基于镜头的编码有关, 在接下来的几年里，每个标题的编码将会发展成什么样子. 顾名思义, 使用基于镜头的编码, 编码器将输入视频分成组成它的各种镜头, 而且它为每个镜头定制编码，而不是整个标题. Netflix在2018年改用基于镜头的编码.

基于镜头的编码优于每个标题，因为它比使用任意关键帧间隔更有效. 具体地说, Netflix报告说，基于镜头的编码可以提供与17分的单个标题相同的质量.比特率降低1%或3.7个额外的VMAF点在相同的比特率. 据我所知, 这里讨论的服务都不提供基于拍摄的编码, 但它应该在2022年或2023年的某个时候从这些或其他供应商那里获得.

如何比较标题编码服务

有了一个简短的列表后，您可以执行以下一些测试来进一步比较这些服务.

第一个, 找到两个在复杂性方面有很大不同的文件, 说, 一场足球比赛和一个简单的动画. 大约1 - 2分钟就足够了. 将它们都上传到服务，并使用按标题编码功能进行编码. 下载已编码的文件，并执行以下操作.

首先，计算两个阶梯顶部的VMAF. 如果两个文件之间的差异大于二到三分, 这可能意味着服务的复杂性度量不是那么准确, 所以你不能依靠它在所有内容类型中产生一致的质量.

我使用默认设置对两个文件和AWS Elemental MediaConvert执行了这个练习, 这意味着没有上下比特率或阶梯阶数的限制. 结果显示在表1. 这部动画片的VMAF得分为1.77Mbps)是94.02，而足球比赛的VMAF分数，以四倍的数据速率编码，是96.61. 这告诉我们，AWS Elemental MediaConvert的质量衡量标准在非常不同的文件类型上提供一致的质量.

表1. 每个标题编码由AWS元素MediaConvert为一个简单的卡通和足球剪辑

下一个, 衡量服务提供的比特率/质量分数是否符合您的目标, 特别是如果服务不提供质量调整. AWS Elemental Media-Convert提供的VMAF分数适用于优质内容，但对于用户生成的内容可能过高.

然后, 您需要使用Media-Info或类似的工具确定编码阶梯中所有文件的比特率和分辨率，并将这些值插入表1所示的电子表格中.

AWS Elemental MediaConvert根据内容定制级别的数量(这很好). 它还将为不同的内容类型定制分辨率, 在编码阶梯中部署更高分辨率的阶梯. At 469Kbps, the animated file was 960x540; at 606Kbps, the soccer match was 480x270. 这也很好，因为它将优化不同文件类型的质量.

如果您希望始终提供低于400Kbps左右的数据速率, 您必须配置最小比特率设置, 如图1所示.

这些简单的测试只需要几分钟就可以完成，并且可以为您的服务确定最佳的基于云的按标题编码方案.

[编者注:本文首次发表于2022年。流媒体行业资料手册.]