从云原生到智能化,深度解读行业首个「视频直播技术最佳实践图谱」

简介: 直播技术在演变

61770134-410B-477E-B9FE-D22C8724325E.png

在2022阿里云直播峰会上,多位直播产业领域技术专家与行业先行者,共同探讨超视频化时代视频直播技术的演进趋势与未来发展。会上,阿里云重磅发布了行业首个「视频直播技术最佳实践图谱」,将直播技术归纳总结为7点:云原生、高可靠、低延时、超高清、智能化、专业性及多场景,本文将对「视频直播技术最佳实践图谱」进行深度解读。


视频直播的趋势就是极致降低延时,其包含传输延时和计算延时。


谈到延时,大众对于延时的理解主要集中在传输延时上,依据视频的延时,可以将视频分成点播、直播、连麦互动、实时互动等。


  • 当传输的延时在3-10秒,这样的视频具备可广播的属性,如:体育赛事直播;
  • 当传输的延时在250-800毫秒之间,可进行沟通、互动,如:互动课堂连麦等;
  • 当传输的延时降低至50-80毫秒,此时视频便具有可操控性和沉浸感,如:云实时3D渲染、远程视频操控……

截屏2022-07-14 下午3.53.58 (2).png

除了传输延时,视频的编解码、高清化等技术的计算也会带来算力的延时。紧随直播的趋势,如何能将传输延时和计算延时不断降低,为更多直播场景带来技术支撑及想象空间?


阿里云的直播技术基于云原生的底座和分布式边缘节点,通过对传输协议的改造,融合实时媒体处理能力与边缘算力,能够大幅有效降低传输延时与计算延时,并通过全球实时流媒体传输网络GRTN(‍Global Real-time Transport Network)、超低延时直播服务RTS(Real-time Streaming)、实时媒体处理能力、视频+AI等技术应用,完成低延时的最佳实践,实现成本与体验的最佳平衡,在带来众多通用直播解决方案的同时,也衍生出众多场景化解决方案。


本次峰会发布的行业首个「视频直播技术最佳实践图谱」,是经过阿里云多年的直播技术探索与实践沉淀而来的,归纳总结为7大点:云原生、高可靠、低延时、超高清、智能化、专业性及多场景。

8EB6025D-C3BB-4f07-874F-2FDD105D52AC.png


云原生

视频技术就是云原生的最佳实践。


阿里云所倡导的云原生主要有三点:“产品的服务化”,“随意的弹性”,“软硬一体、云边一体、云端一体”,而视频技术恰恰就是云原生的最佳实践。


云的基础设施,包括中心节点、边缘节点、CDN网络是保障大规模分发和传输的基础;云原生的软硬一体,能支持CPU/GPU/FPGA/ASIC等多种软硬件异构方案;云与端的紧密协同和算力分配,能实现云、移动端、Web端、PC端渲染效果一致。


除此之外,云原生的时间、空间、异构弹性,不仅能支持数十种业务混跑,云边端计算量化灵活调整,还能实现100+种实时传输、媒体处理、AI任务多机型异构混跑,给视频业务带来无限的算力的同时将资源充分有效利用起来,大幅降低成本,衍生出更多新场景。

截屏2022-07-18 上午11.31.57 (2).png


高可靠

热点视频有千万级的实时并发,高可靠是最基本的要求。


视频直播技术需要高可靠,尤其是热点视频往往会带来百万、千万级的并发,此时高可靠是最基本的要求。阿里云的视频技术高可靠主要体现两方面,一是在架构上拥有全链路日志/监测/报警/预测和高可靠、多副本的秒级切换,能实现智能自动化运维和接入网络秒级信息排查,带来跨中心逃逸能力及容灾服务保障。


高可靠的第二个方面,体现在对弱网体验的提升。阿里云独有的QoS技术,能对带宽进行精准预测,大幅提升带宽利用率和拥塞控制能力,同时结合编码器的弱网感知和抗丢包技术,能在70%的丢包状态下仍达到较高清晰度和流畅性。基于深度学习的智能语音丢包补偿,能提升弱网状态下的音频清晰度,而麦上麦下延迟敏感自适应技术,能在多场景下实现音频流畅性和通话延迟的平衡。QoS技术能识别和动态适配如:丢包、延时等多种网络场景,大大提升终端用户对业务性能的音视频主观感受。

截屏2022-07-19 下午3.51.59 (2).png


低延时

GRTN打造最佳流媒体实践场景。


延时指的是主播端的画面传递到用户屏幕所耗费的时间,当排除网络、码流、设备性能的情况下,在不同的直播场景中选用合适的直播流协议,能大大降低直播的延时。回顾直播的历史,也是直播协议的历史,主流的协议有耳熟能详的HLS、DASH、RTMP等,延时普遍在5s以上,在强互动的需求下,直播协议也在不断向低延时转化,比如:SRT、LL-HLS等。

截屏2022-07-18 上午11.32.25 (2).png

阿里云在低延时上的最佳实践,主要在两个方面。一是在网络层面,将传统的CDN内容分发网络改造成GRTN全球实时传输网,其定位是基于中心云和边缘云的异构节点,构建超低延时、全分布式下沉的通信级流媒体传输网络。


GRTN目前融合了互联网直播和RTC等多种业务场景的音视频流传输和交换,并具有众多其他核心技术,如:GRTN构建的双向的实时信令网能够做到切网消息的毫秒级传递,当有一个发布端的媒体流发生网络切换后,订阅的客户端对GRTN内部发生的切换行为是完全无感知的。

截屏2022-07-18 上午11.32.34 (2).png

二是在这“一张网”上,阿里云打造了超低延时直播服务RTS(Real-Time Streaming)。基于GRTN的短延时直播RTS可以支持标准H5 WebRTC推播,在千万级并发情况下延时可以控制在1s以内;RTC端到端延时可以控制在250ms左右。观看下方RTS和RTMP的直播协议的对比视频,可以发现在有一定丢包率的情况下,RTS在体验、流畅度和色彩上都相对RTMP有明显的优势。


RTS与RTMP延迟对比视频


超高清

成本与体验的最佳调和,带来更沉浸、更极致的音视频体验。


关于超高清在视频直播技术中的实践,阿里云自研的s265编码技术能实现高画质低码率,并支持4K实时编码;支持AV1编码,较HEVC节省25%以上的码率。大众熟知的“窄带高清”技术,窄高1.0对多场景进行优化,通过RIO和JND智能编码节约码率,窄高2.0自适应视频降噪和内容修复,通过色彩和纹理增强提升人眼主观画质,带来体验和成本的最佳调和。

截屏2022-07-18 上午11.34.33 (2).png

与此同时,阿里云在直播技术上还对采集编码传输链路进行优化,全链路支持4K和8K。在工程上,通过各类算法对帧率、码率、分辨率、色彩等各维度进行提升,无论是老片、瑕疵、人像、还是动画场景,都能进行修复带来超高清的体验。


除了在云端对视频进行处理,还能在端侧进行超分插帧、降噪、色彩增强等,即使是非HDR的设备,通过色彩增强SDR+技术,也能实现端侧一致的超高清体验。

20220720103433.jpg

端侧超高清对比

截屏2022-07-20 上午10.38.37 (2).png

色彩增强SDR+技术


智能化

在超视频化时代,音视频的智能化是一大趋势。


深度学习能带来各类AI能力的提升,在视频实践上是最好的一个出口。在智能化方面,阿里云的视频直播技术,除了传统的智能配音、智能拆条、智能集锦,还能对音视频内容实时审核,针对黄反暴恐广告实现精准识别,节省了大量的人工甄别成本。

截屏2022-07-19 下午3.54.32 (2).png

经过训练的虚拟人技术,支持3D头像、Live2D、风格化迁移、虚拟主播等,带来更多XR技术的演进。此外,“智能化”还体现在音频体验上,基于深度学习技术与传统信号处理有机结合的3A技术,能实现智能降噪、突出人声、无损音乐,并可以广泛应用于各类实时场景。智能语音超分技术,在小模型的情况下仍可保持高音质,这些都是AI与视频结合带来的效果。

“智能降噪”的多场景体验


专业性

专业性,让直播逐渐演变成“智播”。


阿里云对于直播技术的专业性体现在多码率、多协议、内容保护和实时制作上,直播逐渐演变为“智播”。值得一提的是,在实时制作方面,阿里云将传统导播台云端再造,融合实时翻译、图文包装、动态标签、广告替换等导播创新能力,兼顾直播专业性与远程导播优势。

截屏2022-07-18 上午11.37.04 (2).png

同时,基于多路实时实景抠像,阿里云还曾将“虚拟演播室”搬到冬奥现场。阿里云的“云导播”技术,不仅支持多种设备、多机位、异地开播,还能够实现双屏、分屏、画中画等开播场景,最大程度贴近直播需求。

互动虚拟演播室助力冬奥


阿里云在直播技术上的专业性结合“云导播”丰富的节目制作形式、更低的成本,能够广泛应用到广电新媒体、赛事直播、活动直播、商业直播等场景中,帮助客户打破业务瓶颈,更快更好地开展业务。


《这!就是街舞》云导播+帧级别多视角同步


多场景

“直播+”已成为一种趋势,渗透到各个场景。


从场景来看,直播从最早的大型文体直播、电商直播、游戏直播逐渐渗透到企业培训、在线教育、广电新媒体场景。阿里云将直播、点播、在线会议的各种算法能力都集成到同一个SDK里面,实现多场景融合的同时,一体化SDK还能按需打包实现灵活的自定义。


从传统的SDK接入、API接入到“低代码直播样板间”,阿里云直播针对电商直播、在线教育、企业直播等提供一站式接入的场景方案,通过简单的三步对接和十几行代码,让客户轻松接入直播的体验,助力业务的发展。

截屏2022-07-18 下午2.32.22 (2).png

当前,直播业务已成为数字化社会服务的重要组成部分,越来越多的内容与产业转向“直播+”模式,直播技术发展的未来图景随着市场需求变化更加清晰。


「视频直播技术最佳实践图谱」正是基于阿里云在直播技术上多年的探索和最佳实践,从直播技术的核心,到直播的全场景覆盖,再到直播技术创新与应用,助力企业深度理解“直播”,打破技术壁垒,携手各行各业在万物互联的浪潮中不断更迭与前行。


「视频云技术」你最值得关注的音视频技术公众号,每周推送来自阿里云一线的实践技术文章,在这里与音视频领域一流工程师交流切磋。公众号后台回复【技术】可加入阿里云视频云产品技术交流群,和业内大咖一起探讨音视频技术,获取更多行业最新信息。    

相关文章
|
3天前
|
存储 人工智能 Cloud Native
云栖重磅|从数据到智能:Data+AI驱动的云原生数据库
在9月20日2024云栖大会上,阿里云智能集团副总裁,数据库产品事业部负责人,ACM、CCF、IEEE会士(Fellow)李飞飞发表《从数据到智能:Data+AI驱动的云原生数据库》主题演讲。他表示,数据是生成式AI的核心资产,大模型时代的数据管理系统需具备多模处理和实时分析能力。阿里云瑶池将数据+AI全面融合,构建一站式多模数据管理平台,以数据驱动决策与创新,为用户提供像“搭积木”一样易用、好用、高可用的使用体验。
云栖重磅|从数据到智能:Data+AI驱动的云原生数据库
|
7天前
|
Cloud Native 前端开发 JavaScript
前端开发者必看:不懂云原生你就OUT了!揭秘如何用云原生技术提升项目部署与全栈能力
【10月更文挑战第23天】随着云计算的发展,云原生逐渐成为技术热点。前端开发者了解云原生有助于提升部署与运维效率、实现微服务化、掌握全栈开发能力和利用丰富技术生态。本文通过示例代码介绍云原生在前端项目中的应用,帮助开发者更好地理解其重要性。
33 0
|
10天前
|
Kubernetes Cloud Native 持续交付
云端新纪元:云原生技术重塑IT架构####
【10月更文挑战第20天】 本文深入探讨了云原生技术的兴起背景、核心理念、关键技术组件以及它如何引领现代IT架构迈向更高效、灵活与可扩展的新阶段。通过剖析Kubernetes、微服务、Docker等核心技术,本文揭示了云原生架构如何优化资源利用、加速应用开发与部署流程,并促进企业数字化转型的深度实践。 ####
|
4天前
|
监控 Cloud Native 持续交付
云原生技术深度解析:重塑现代应用开发与部署范式####
本文深入探讨了云原生技术的核心概念、关键技术组件及其在现代软件开发中的重要性。通过剖析容器化、微服务架构、持续集成/持续部署(CI/CD)等关键技术,本文旨在揭示云原生技术如何促进应用的敏捷性、可扩展性和高可用性,进而推动企业数字化转型进程。不同于传统摘要仅概述内容要点,本部分将融入具体案例分析,直观展示云原生技术在实际应用中的显著成效与挑战应对策略,为读者提供更加丰富、立体的理解视角。 ####
|
9天前
|
监控 Cloud Native 持续交付
云原生架构下微服务的最佳实践与挑战####
【10月更文挑战第20天】 本文深入探讨了云原生架构在现代软件开发中的应用,特别是针对微服务设计模式的最优实践与面临的主要挑战。通过分析容器化、持续集成/持续部署(CI/CD)、服务网格等关键技术,阐述了如何高效构建、部署及运维微服务系统。同时,文章也指出了在云原生转型过程中常见的难题,如服务间的复杂通信、安全性问题以及监控与可观测性的实现,为开发者和企业提供了宝贵的策略指导和解决方案建议。 ####
34 5
|
7天前
|
敏捷开发 Cloud Native 持续交付
云原生技术在现代企业中的应用与实践
【10月更文挑战第23天】本文将深入探讨云原生技术在现代企业中的广泛应用,并结合具体案例分析其对企业数字化转型的推动作用。我们将从云原生技术的基本原理出发,逐步揭示其在提高业务敏捷性、降低成本和增强系统可靠性方面的优势。同时,文章还将分享一系列成功实施云原生技术的企业案例,为读者提供实践中的参考和启示。最后,我们将讨论云原生技术面临的挑战及未来的发展趋势,为企业在这一领域的进一步探索提供指导。
|
9天前
|
Kubernetes Cloud Native 开发者
云原生技术入门:Kubernetes和Docker的协作之旅
【10月更文挑战第22天】在数字化转型的浪潮中,云原生技术成为推动企业创新的重要力量。本文旨在通过浅显易懂的语言,引领读者步入云原生的世界,着重介绍Kubernetes和Docker如何携手打造弹性、可扩展的云环境。我们将从基础概念入手,逐步深入到它们在实际场景中的应用,以及如何简化部署和管理过程。文章不仅为初学者提供入门指南,还为有一定基础的开发者提供实践参考,共同探索云原生技术的无限可能。
18 3
|
9天前
|
Kubernetes Cloud Native 持续交付
云原生架构下的微服务设计原则与最佳实践##
在数字化转型的浪潮中,云原生技术以其高效、灵活和可扩展的特性成为企业IT架构转型的首选。本文深入探讨了云原生架构的核心理念,聚焦于微服务设计的关键原则与实施策略,旨在为开发者提供一套系统性的方法论,以应对复杂多变的业务需求和技术挑战。通过分析真实案例,揭示了如何有效利用容器化、持续集成/持续部署(CI/CD)、服务网格等关键技术,构建高性能、易维护的云原生应用。文章还强调了文化与组织变革在云原生转型过程中的重要性,为企业顺利过渡到云原生时代提供了宝贵的见解。 ##
|
8天前
|
Cloud Native 持续交付 云计算
云原生技术深度探索:构建现代化应用的基石####
【10月更文挑战第21天】 本文将深入探讨云原生技术的核心概念、关键技术及其在现代软件开发中的应用。我们将从容器化、微服务架构、持续集成/持续部署(CI/CD)、无服务器架构等关键方面展开,揭示这些技术如何共同作用,帮助企业实现高效、弹性且易于维护的应用部署与管理。通过实例分析,展现云原生技术在实际项目中的显著优势,为读者提供一套全面理解并应用云原生技术的指南。 ####
24 2
|
10天前
|
Cloud Native 持续交付 开发者
云原生技术在现代软件开发中的实践与挑战####
本文探讨了云原生技术在现代软件开发中的应用,重点分析了其核心组件如容器化、微服务架构、持续集成/持续部署(CI/CD)以及无服务器计算的优势与面临的挑战。通过实际案例,阐述了如何有效实施云原生策略以提升系统的可扩展性、可靠性和开发效率。同时,文章也指出了在向云原生转型过程中常见的技术障碍和解决策略,为开发者和企业提供了宝贵的实践经验分享。 ####