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音视频服务痛点太多,华为云视频云服务有这几招必杀技

音视频大管家 发表于 2021-01-14 17:05:16 2021-01-14
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【摘要】 在后疫情时代,音视频服务以前所未有之势被各行业强烈需要,然目前想要被广泛应用,却面临三大挑战:“贵”、“卡”、“不够炫”。依托华为强大的技术基础,华为云视频云服务如何解决这三大挑战?或许,“华为云视频云如何理解云原生”,“到目前为止有哪些实践及应用”可以给我们答案。云原生,未来可期。

后疫情时代,视频云发展机遇与挑战并存

疫情让几乎所有行业意识到视频服务的基础性与必要性,视频云“一夜爆红”,视频云服务加速被接纳,促使视频云的产品和能力快速更新。

而到目前为止,视频被运用到各个行业,华为云视频云总监陆振宇认为,视频服务的发展总结起来有三大挑战。第一个挑战是“贵”:不仅是资源贵,音视频的开发人员也很贵;第二个挑战是“卡”:视频的“卡”,是一个代表词,可能还有黑屏、绿屏,以及各种体验问题;第3个挑战是不够“炫”,这也是一个美学概念,人们对美或对希望看到的视频内容的创新和演进的体验升级,有很高的诉求。如果仅靠单一的技术供应商,无法跟上这些诉求。

 

抽丝剥茧,视频云五彩斑斓的业务形态与相对稳态的底层逻辑

面对行业三大挑战,华为云视频云服务,在试图找办法去解决。华为云在最开始就坚定拥抱了云原生。希望通过云原生的视频能力,使能客户和合作伙伴,解决视频业务从“On Cloud”走向“In Cloud”的问题,同时打破原有的视频生产、传输上的桎梏。基于云原生的方法和理念,华为云视频云试图找到结构性降低成本;系统性改善音视频业务体验,以及能够用好云的生态来做体验和创新的快速演进和迭代,希望由此来解决行业的三大痛点,最终重塑视频体验,激发行业创新。

 

千里之行,始于足下。华为云视频云所覆盖的行业主要包括广电媒体、互联网视频、通信视频和行业视频。这四个行业业务形态各不相同:从内容制作上看,包括了广电媒体的专业内容制作、互联网视频的用户产生的内容、通信视频领域的交互式的实时音视频以及行业视频领域的基于机器视觉的视频输入;在分发环节,包括了广电媒体和互联网视频领域的自上而下的视频分发、通信视频领域的双向实时音视频分发和行业视频领域的自下而上的机器视觉视频信号传输,最终实现在不同行业的不同终端上播出。

虽然业务形态各异,但因为都是基于音视频技术,因此在视频内容生产效率、分发成本上都有类似的诉求。

 

深挖源动力,视频产业上云的三大驱动力

以前,视频上云主要集中在分发领域,现在很多内容制作领域的合作伙伴,也在积极地探索内容生产制作上云。视频上云成为趋势的第一个原因,就是云 ICT 基础设施,能够帮助视频体验不断提升,从而推动视频产业的发展。

在广电媒体领域,一部顶级综艺节目制作,有上百个机位,每个机位采用100M 200M 码率,节目素材是几个 PB 级别;而头部电影的制作,同样也需要数个 PB 的素材存储能力,以及数千台服务器的渲染能力。在互联网视频领域,以直播为例,2020年上半年就消耗了几个 PB CDN 流量,这也是互联网视频上云时间更早的原因;疫情极大加速了通信视频行业的发展,2020年在云上转发的实时音视频分发数有望超过1000亿分钟/月,产生约700EB/月的实时音视频流量;而行业视频领域也会迎来更大的发展,2021年将有500万摄像头接入到云上,每天将产生百 EB 级别的视频数据和上行流量。面向未来,随着4KXR 等业务的持续发展,视频类业务对算力、存储、带宽的消耗将呈指数级上升趋势,这些都是驱使视频业务上云的最直接原因。

另外,几个视频行业痛点,也会进一步推动视频业务由 On Cloud 走向 In Cloud

视频内容制作领域,目前全国有超过100万家视频内容制作公司,大部分公司体量不大,有好的内容创意,可以制作出与众不同的内容,但随着视频制作技术的发展,比如制作4K8K 的超高清内容,制作更加精细和真实的特效……这些公司会面临 IT 基础设施投入和建设的瓶颈。

从内容生产流程来看,之前是线下完成内容制作后,成片渲染才会需要消耗 IT 基础设施;但现在视频制作过程,越来越趋向于在拍摄时进行虚拟内容的制作和渲染,驱使整个视频制作链条,对 IT 基础设施的消耗不仅提前而且贯穿始终。

从分工来看,内容的云原生有利于内容的分布式生产制作,特别是长期持续的疫情之下,让跨国、跨区域的内容制作成为可能。

视频上云将成为趋势,数据创建和存储的位置也会由端向云和边转移。预计到2025年,网络流量中90%将是音视频数据;而数据创建的位置中心+边缘将达到50%;而数据存储的位置中心+边缘将达到70%。视频的制作、处理、传输在云上将成为新常态。

 

勇立潮头,云原生的华为云视频云服务,重塑体验,激发创新

华为云视频云服务基于华为的基础设施和基础服务,分为两层:最上面的是跨行业跨内容的生产、制作、分发全流程的各类视频云服务。另外,视频云服务依托于一张统一的媒体网络,这张媒体网络实现了5G 的云网协同,确保视频内容快速传输上云;采用统一的网络架构,实现下行为主的直播、点播类业务、双向的实时音视频类业务、和上行为主的行业视频类业务,都能实现云资源的复用,从而实现成本的最优化;这张网络也提供了分布式的媒体处理框架,将视频 AI 等能力按需下沉到不同网络位置,保障处理的实时性。

并且,整个媒体网络是统一架构,而不是一个个孤岛,能实现最高效的资源复用和最低的传输成本。

 

以体验为本,科技为源,锻造华为云视频云服务四大核心价值

云原生的华为云视频云服务的核心价值概括起来有四点:

生产效率提升:视频云服务和网络实现云网协同,无论在专线还是5G 网络环境下均可实现视频的超级上行,满足视频内容快速上云的需求。同时视频云的基础设施进行针对性优化,实现线上、线下协同的内容生产制作,极大提升视频生产效率。

网络高效分发:采用统一架构,无论下行为主的直播点播业务、双向的实时音视频业务和上行为主的行业视频类业务,均采用统一架构的网络,实现云基础设施的共享和复用,最优化视频传输的成本,保障体验的一致性。支持分布式的媒体处理,从实时视频 AI 开始,将视频 AI 能力按需下沉到边缘,实现实时 AI 处理能力,增强用户体验。

业务持续创新:视频服务以原子+分子能力形态,灵活组合,随需调用,改变视频应用创新方式,帮助合作伙伴实现业务创新。覆盖视频生产、处理、分发、消费的视频能力,和视频 AI 的深度集成,实现云端视频的智能化生产、处理、分析。同时提供了面向未来的 XR 云服务能力。

重塑视频体验:基于灵活的视频云服务组合,使能客户实现了各种视频业务的体验创新,并实现了商业应用。

四大核心价值点,具体是如何实现的?

视频在云上的生产制作首先面对的就是视频内容传输上云的问题,华为云通过两大关键技术解决视频上云问题。

对于5G 网络的视频内容上传,华为云基于云网协同,通过5G 网络的全时隙调度、时隙配比的优化、空口保障等各种关键技术,实现单用户数百 M 和总体几个 G 的超级上行速率。

其次对于基于物理专线的视频内容上传,华为云也提供了视频内容的超级上行能力,可以达到4GB 的上行速度,打破视频传输上云的瓶颈。

视频传输上云后,华为对对象存储和底层文件系统进行的优化,以适配专业媒体领域的视频制作。经实测,云转码的效率提升10倍、支持16轨的非线编并行处理、合片速度提升3倍并实现了7轨并发合成。这样整个内容制作过程的效率得到提升,极大缩短了内容制作的周期。

其次,在内容制作方面,华为云提供了超高清制播云,帮助客户实现4K 内容的高效生产。制播云包括了云导播、云媒资和云编辑三大核心能力,服务于大型活动制播、组合画面制播、事件新闻制播、网红个人直播等各种场景。

视频拍摄现场可采用摄像机、手机、5G 背包等不同的拍摄方式,通过专线+5G 网络上传到云端,传输过程可采用  H.264/H.265编码、RTMP/SRT 传输、支持1080P/4K 超高清视频内容,云导播支持视频切换、调音混音、图文包装等丰富的能力。

直播信号通过云导播后,可以录制到云媒体中进行统一管理,并通过云编辑实现了更加丰富的剪辑、AI 处理、特效、图文包装等能力。

总之,在视频内容生产端,一方面华为云基础设施支持了视频内容的超级上行,并让现有的视频制作工具在云上运行时,比线下运行时效率提升了数倍;另一方面,华为云也提供了强大的制播云服务能力,让各类视频业务场景上云。

关于实现网络高效分发,整个视频产业现状是不同的视频业务,都有一个媒体网络支撑,而这些媒体网络都是互相割裂的,呈烟囱式的孤岛状态,他们之间的资源无法充分复用,比如在线教育领域,背后依托的是 RTC 传输网络,互联网视频的直播、点播,依托 CDN 直播网络,行业视频依托的是连接几百万台摄像机在云上进行视频处理的网络,这几个网络之前都是互相割裂的。

华为云视频云从提供视频服务之初,就希望整个连接千行百业的媒体网络是统一架构和资源可复用。这不仅是一个技术架构统一,也包括资源架构的统一。资源架构的统一意味着这个网络虽然服务于千行百业,但它用到的基础设施、网络资源都是可以在不同的行业进行复用的,实现高效传输和优化成本。

其次,视频能力需要分布在媒体网络的不同位置。例如视频 AI 的能力,终端侧呈现的美颜和各种特效,目前都是在终端侧处理。受限于终端的能力,特效不够逼真;而如果将端侧特效上移到云端,虽然理论上特效的丰富性和逼真程度会大大增加,但会带来更多的时延问题,影响用户体验。

华为 RTC 提供了实时媒体 AI 的能力,通过开放式的函数运行框架,让这些视频 AI 的能力灵活的按需部署到媒体网络的不同位置。这套架构中,华为元戎函数计算平台让算法以函数容器的方式进行传输,并通过华为云 IEF 边缘云服务在网络边缘为用户就近提供服务。这套架构也是开放式的,兼容了华为云 EI 平台提供的 AI 算法,也支持接入第三方的 AI 算法能力。

通过这套架构,让媒体 AI 能力按需就近部署,既充分利用了云强大的基础设施,实现了更高效和逼真的视频 AI,又就近部署到了靠近用户的网络边缘,兼顾了用户体验时延问题。

另外,整个媒体网络是去中心化的,网络内视频的路由均取决于用户体验和传输成本,通过智能调度进行优化选择,具体而言有四点:第一,所有服务在边缘站点实现资源的共享,最大化复用带宽成本,实现所有业务成本最优。第二,所有网络数据均汇聚到大数据平台,智能调度通过分析这些实时数据选择最优路径,确保最短的路径转发,实现体验最优和时延最低。第三,长距离传输引入 ADN,保障长距离传输时的体验。最后,视频 AI 等能力按需部署到不同网络位置,减少回源到中心处理的流量,降低传输成本。

总之,华为媒体网络基于统一架构,通过智能调度动态计算最优路径,通过融合型边缘站点实现资源复用,保障视频体验的同时实现了最优的成本。

关于业务持续创新,华为云视频云分了两层,一层是原子服务层,没有任何业务逻辑,就是我们的媒体服务能力。第二层是对外开放的分子服务层,这些分子服务能力都是跨行业使用的,一方面分子服务能力跨越了视频的生产、处理和分发的不同环节,另一方面分子服务能力支持不同行业的使用。不同行业在做业务创新时,可以灵活选用这些分子服务能力进进行组合,希望通过分子服务的组合,让行业持续创新。

过去两年,华为云视频云服务,做了很多创新,如分子服务的灵活组合、云制播、超级上行、媒体处理、视频 AI 等能力。与合作伙伴一起探索在云上做4K 视频的这个制作;通过5G 背包加5G 的上行,实现赛事云直播,我们把整个赛事的直播,直接通过5G 的方式传输到云上,然后进行直播的分发,减少本地云导播成本的消耗;在在线教育领域,我们跟合作伙伴做了子母课堂,基于低时延的 RTC 直播服务,在千人课堂上也能分组,让大课堂用户享受小班课的体验,有效的提升了用户 UP 值;现在也和一些机构探索,包括8K VR 视频,自由视角的直播服务,希望把视频云的服务组合,应用到演唱会、赛事直播等场景。

我们也会探索,将自由视角、VR 视频等能力,由专业级变成普惠级,运用到短视频或网红直播领域,让更多的行业和用户都能够享受到这些能力,实现产业升级。

 

未来可期,云原生的华为云视频云服务,助力千行百业创新升级

华为云视频云坚持技术普惠理念,打造面向全行业共享的媒体服务,打造视频云业务的黑土地。我们也希望大家一起来推进技术的普及,携手降低技术门槛,提高性价比,建立共同的标准,规范化发展,让实时音视频成为5G 时代的基础服务,使能千行百业创新,让行业拥有五彩斑斓的变化,畅享数字化技术带来的便利。

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