記者：昄菲

　　H.266/WC于2020年7月正式發布，由國際標準化組織ISO、國際電工委員會IEC和國際電信聯盟電信標準化部門ITU-T等聯合制定。與上一代國際視頻編碼標準H.265/HEVC相比，H.266/VC可在保證相同主觀質量的情況下，將所需帶寬降低一半。介于新標準的推出，Tencent media lab資深研究員焦華龍和他所在的團隊，奮力加快H.266/VC標準的實際推廣應用，在不到三個月的時間里，重磅推出全球首個面向移動端的H.266/VVC標準視頻解碼器，即其自研的O266移動端版本，以及基于該解碼器的開源播放器O266player，目前能夠在PC端上完成4K H.266/VVC視頻的實時解碼。手機可看4K超高清VVC視頻。O266已成為世界領先的全平臺VVC解碼器，支持main10 profile，包括高分辨率、高動態范圍、屏幕內容編碼等重要功能。

　　近幾年，以視頻為信息載體的互聯網應用越來越廣泛，海量視頻數據的存儲及傳輸對視頻編解碼技術提出了更高的要求，焦華龍團隊所研發的H.266/VVC編解碼器 O266既能滿足人們對視頻質量的追求，又能降低存儲與流量消耗。相較于上一代標準H.265/HEVC，以H.266/VVC標準研發的解碼器O266，在同樣的主觀質量下，可以減少38%左右的數據大小。H.266/VVC在main10 profile里能同時支持高分辨率、高動態范圍、屏幕內容編碼等功能，進一步提升在各種視頻場景下的編解碼能力，這得益于焦華龍研發團隊首創了更靈活的編碼結構和更加優化的編碼技術。

　　編解碼技術的提升是一個非常緩慢而艱難的過程，每一次世界級的編解碼標準的的推出，往往距離上一代標準，時隔近10年，它非常考驗研發人員的數學功底，焦華龍研究生畢業于享譽世界盛名的浙江大學數學專業，浙大數學系建于1928年，曾經為全國高校培養近80%的數學教育工作者。2011年，成為我國首個美國數學及應用研究所會員單位。焦華龍自幼喜歡數學，在浙江大學他將所有時間都投入到數學相關課題的研究，這為后來視頻編解碼技術的研發打下了扎實的數學功底。

　　2021年1月，焦華龍研發團隊在O266dec里新增main10 profile移動端解碼器，進一步促進了H.266/VVC標準生態建設。它以全面的模塊性能優化和出色的并行結構設計，能夠達到266標準在移動端的單核1080p或多核4K碼流的實時解碼，可以廣泛應用于面向移動端的視頻點播、視頻直播、音視頻通信、視頻智能生產、短視頻、VR/AR等各個領域，服務于公司及內外部相關業務。快速促進行業的跨躍式發展。

　　O266player能夠實現清晰流暢的視頻播放，核心關鍵技術在于焦華龍和研發團隊成員創新視頻解碼架構，通過多維度的并行處理，從而達到大幅利用多核多線程技術的目的，使其解碼性能指標大幅提升。O266dec的并行解碼架構主要包括以下四個方面：

　　第一、幀層級并行：獨立并行解碼幀內預測幀，以及沒有相互依賴性的幀間預測幀；同時不同幀之間的熵解碼和像素處理也可以并行。

　　第二、CTU層級并行：利用Wavefront技術可以實現不同CTU行之間的CTU級的并行解碼。

　　第三、模塊層級并行：針對像素的操作，如運動矢量推導、預測、反量化、反變換和重建等，以及環路濾波操作可以并行處理。

　　第四、亞CTU層級并行：所有幀間預測CU都可以并行解碼，并最大程度的利用SIMD指令。

　　為了能夠在移動端支持H.266/VVC解碼，焦華龍和他的團隊特別在O266dec上增加了許多移動端相關優化，使得其解碼器性能在移動端得到大幅提升。

　　例如，自適應環路濾波器（Adaptive Loop Filter，ALF）作為H.266/VVC解碼器中復雜度最大，優化難度最高的模塊，是焦華龍在移動端平臺上優化的重點，該模塊在整個解碼過程中的復雜度占比如圖所示。

優化前各模塊解碼復雜度占比圖

　　從圖中可以看出ALF模塊占整個解碼復雜度的60%以上，復雜度占比遠超其他模塊，同時它的優化復雜度也是最高的，流程上的簡化以及提升并行性都是比較困難的，因此是所有模塊中優化優先級最高的。為提升移動端ALF解碼速度，焦華龍帶領團隊對整個ALF流程進行整理與分類，并充分結合移動端SIMD對ALF濾波模塊進行優化，使得解碼器速度得到大幅提升, 解碼速度是原始代碼的2倍以上。

　　除去ALF模塊之外，對于同樣復雜度較高的插值（Interpolation）模塊，焦華龍也對其進行了細致優化。插值模塊也是H.266/VVC解碼器中計算量比較大的一個模塊，其涵蓋的多種多樣的濾波器是整個模塊的優化重點。焦華龍對濾波器參數特點進行了充分的分析，并將其根據參數類型以及輸出結果進行分類與邏輯優化，在結合移動端SIMD的基礎上，使得解碼速度得到明顯提升。

　　除去一些通用模塊，焦華龍帶領團隊對于針對B幀等其他編碼工具集模塊都著手進行了優化，優化范圍與內容相對比較全面。例如雙向光流（Bi-directional optical flow，BDOF）模塊，它是一個用于4x4子塊級別上優化CU的雙向預測信號，經過優化，這一模塊的解碼速度也獲得了進一步提升。

　　優化完成后各模塊性能占比餅圖如下圖所示。

　　以iOS端A14處理器為測試平臺，O266dec移動端性能如下：

　　在單線程下，O266dec在采用RA（Radom Access）配置時， 對于2K標準序列，可完全滿足30fps實時解碼的需求;對于2K SCC(Screen Content Coding)序列可充分滿足60fps以上的實時解碼需求。

　　在多線程下，O266dec在采用RA（Radom Access）配置時， 4K標準序列在6線程下的解碼速度可以達到30幀左右，可以實現266在移動端的實時解碼。

　　焦華龍團隊自研的解碼器目前已經集成在了O266player的iOS端應用上，在移動端播放H.266解碼畫面清晰流暢，能夠充分滿足H.266/VVC實時解碼的需求，性能優勢十分明顯。

　　焦華龍所在團隊首創了面向移動端的O266dec，是國內首個H.266/VVC標準在移動端的實際應用，也是視頻編解碼技術進展的又一個重要里程碑。未來焦華龍將繼續發揮自己在視頻編解碼技術領域的尖端技術，不斷引領行業發展。