从缓冲到卓越质量：码率控制创新降低体育直播的成本和风险

无论是直播还是点播，在大规模提供最高质量的视频的同时尽量降低带宽成本始终是一大挑战。随着全球流媒体观众的不断增长，体育广播公司和流媒体平台正在寻求有效的方法来优化带宽，同时又不影响观看体验。

码率控制是视频编码中的标准过程，用于调节视频流的比特率以满足特定约束，例如带宽限制、存储要求或质量目标。常见的码率控制技术：恒定比特率 (CBR)、可变比特率 (VBR) 和内容感知编码 (CAE)，在可预测性、质量和效率之间提供权衡。然而，即使是最先进的方法也有局限性。

码率控制方法

恒定比特率 (CBR)

CBR 会为整个视频分配固定的比特率，无论其复杂程度如何。这可确保可预测的带宽使用量，使其非常适合需要稳定和一致数据速率的体育直播。然而，CBR 通常会牺牲高运动场景的质量，例如快节奏的足球比赛或篮球比赛，在这些场景中，需要额外的比特来捕捉复杂的细节。

可变比特率 (VBR)

VBR 根据内容复杂度动态调整比特率，为复杂的高运动场景分配更多比特，为静态场景分配更少比特。与 CBR 相比，这可以提高视觉质量，并在较简单的时刻（例如特写评论）减少带宽。虽然 VBR 效率更高，但它引入了比特率变化，这可能会使网络规划和资源分配变得复杂。

内容感知编码 (CAE)

CAE 通过逐帧或逐场景分析内容，将视频优化提升到一个新的水平。通过利用优先考虑感知质量的算法，CAE 可以智能地将比特分配给最重要的区域，例如现场足球比赛中充满动作的时刻。与 VBR 相比，这种方法通常可以节省大量带宽并提高质量。但是，CAE 可能会在低比特率场景中引入视觉缺陷，例如伪影或带状，尤其是在较暗的场景或渐变中。

通过 CAE 节省更多成本

面对不断增加收入的压力，体育流媒体正在寻求在不损害质量的情况下节省更多成本的方法。CAE 和 VBR 等码率控制方法具有先进的视频编码功能，但它们并不能完全消除质量和带宽之间的权衡。质量指标需要客观、一致地衡量——适用于所有情况下的所有类型的内容。它还需要以人类的方式准确预测质量。否则，它在所有情况下都不可信赖。

IMAX VisionScience AI 就是一项基于人类感知准确测量视频质量的技术，它模拟了人类视觉系统的复杂性。它支持所有类型的内容，并包括用于在没有源比较的情况下测量质量的参考和非参考指标。该技术的工作原理是，人类以不同的“步骤”感知质量变化，从而创造出人眼无法察觉的质量损失区域。

利用基于人工智能的人类感知质量指标（例如 IMAX StreamAware）可以充当守门人，以维护所有类型的内容和任何类型的速率控制方法的质量。在使用 IMAX VisionScience 评估质量时，使用 IMAX ViewerScore (XVS) 指标对内容进行 1-100 的评分，其中 100 表示最佳感知质量。XVS 指标与观众感知的相关性超过 90%，以平均意见分数 (MOS) 衡量。与其他指标不同，XVS 可以检测到以前无法检测到的质量差异。

与码率控制方法不同，IMAX StreamSmart 将 XVS 测量与实际优化相结合，动态降低带宽，同时密切关注观众评分。最重要的是，它可与现有的工作流程（VBR 或 CAE）一起使用，在不影响质量的情况下进一步优化比特率。

StreamSmart 使用 VisionScience AI 来测量感知质量，并针对流行的编码器、编码格式和流媒体表现形式动态优化视频码率。它不会只关注内容的复杂性，而是识别出不易察觉的质量损失区，在这些区域降低比特率不会影响观看体验。通过有针对性的调整，它可以额外节省 15%-25%的带宽，而无需考虑基本的码率控制方法。

体育直播中的实际应用

对于以高动态内容为主的体育直播，确保任何比特率降低都不会引入可见伪影至关重要。由于内容是直播的，因此没有“源”可以进行质量比较。这时，使用模拟人类视觉感知的高级感知质量指标的非参考指标就会发挥重要作用。

StreamSmart | ON-AIR 工作流程：

源编码：使用现有的编码器配置对源视频进行编码，创建“锚点”
Candidate Generation：同时，使用先进的机器学习生成备用编码（候选）。
质量评分：所有片段均采用 IMAX 观众评分 (XVS) 感知质量指标进行评分。
优化：软件动态选择最佳段并将优化的清单文件发送至 Origin。

比较分析：StreamSmart 的实际应用

经验数据证明了 StreamSmart 能够增强现有码率控制方法的性能：

1. VBR + StreamSmart

平均比特率节省：21.73%
质量保持：IMAX ViewerScore (XVS) 保持不变，为 91。

2. CAE + StreamSmart

平均比特率节省：22.11%
质量保持：XVS 保持在 1 点以内，观众无法察觉。

为什么这对体育直播如此重要

在体育直播中，每一秒的内容都必须无缝传输，无论是高速进球重播还是慢动作分析。在降低成本的同时保持质量至关重要。StreamSmart 具有独特的优势：

额外节省：在现有码率控制方法的基础上节省 15–25% 的带宽。
质量保证：感知指标确保体育广播中至关重要的高动作场景不会出现质量下降。
无缝集成：适用于任何码率控制方法，在不中断工作流程的情况下增加价值。

选择正确的体育流媒体码率控制方法取决于组织的具体目标和基础设施。虽然 VBR 和 CAE 比 CBR 有显著的改进，但 IMAX StreamSmart 通过在不影响质量的情况下增加额外的带宽优化层来增强这些方法。对于旨在降低成本和提高效率的广播公司来说，将 StreamSmart 集成到他们的工作流程中是一种改变游戏规则的策略。