揭秘金山云云游戏PaaS服务平台背后的视频编码技术在流式传输环节上

近日，金山云发布了云游戏PaaS平台。该平台的云游戏架构能够为客户提供稳定、快速、弹性的云游戏部署及运维解决方案，支持CPU+GPU资源池的混合架构，以更低的损耗代价实现更高的用户流并发处理效率。在云端，金山云投入了大量研发精力获取高度弹性的虚拟化/容器能力，以此为基础自研了GPUpass-through虚拟化技术，一方面大大降低了VM在OS层的损耗以提升用户资源使用经济性，整体降低TCO;另一方面获得了等效于vGPU方案的资源监控能力，从而可使用高效调度算法来实现更优质的资源分配灵活性及平行伸缩能力。

在流式传输环节上，金山云直接从编码器入手，对KSC265做了深度优化定制，使其适配了WebRTC等通用RTC方案。在5G终端应用场景中，金山云丰富的边缘节点提供了出色的MEC接入能力，将优化用户网络拥塞的工作推进至了最后一公里，在大部分工况条件下把玩家RTT延迟降低到了25ms以下。本文将重点介绍基于云游戏PaaS平台定制优化后最新KSC265的技术优势。

揭秘金山云云游戏PaaS服务平台背后的视频编码技术。

云游戏定制优化下的最新版KSC265

KSC265是金山云自主研发的符合HEVC标准的软件级H.265视频编解码器，曾多次获得世界编码大赛冠军。

与基于H.265标准的开源视频编解码器X265相比， KSC265在压缩效率和速度方面优势明显，编码速度能够满足直播、短视频、云游戏等的时效性需求。在快速编码模式下，金山云KSC265压缩比显著，相较X264相同画质仍可以实现30%-50%的码率节省，仅消耗一半的带宽，即可获得相同的观看体验。相较硬件编码， KSC265的参数设置更加灵活，不仅压缩比同画质优于硬编，成本也低于硬件解决方案。

本次基于云游戏定制优化了最新版本的KSC265 ，在码率、PSNR、转码速度等方面均有新的突破。基于端游和手游，我们测试了代表性的4个游戏，采集5分钟时长的云游戏视频，采用ultrafast与zerolatency档次，在码率、PSNR、转码速度三个方面进行了对比。结果显示， KSC265在相同峰值信噪比PSNR下较x264码率平均节省62.44% ，较x265码率平均节省28.52% 。

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KSC265的背后技术揭秘

在MV搜索、屏幕内容、主观优化与码率平衡方面，最新KSC265均实现了升级。

对于云游戏，特别是需要渲染的端游类， KSC265可以利用游戏本身的渲染信息，通过一些简单的矩阵乘法计算出相邻帧的像素级DirectMV来跳过编码器原始的MV搜索过程，大幅加速整个编码过程。在整个基于MV的优化加速中， KSC265能在加速24%的情况下，仅损失3%的BD-rate 。

KSC265还能针对基于屏幕内容的视频编码扩展技术(ScreenContentCoding)进行优化。 HEVC-SCC本质上是HEVC的扩展， KSC265针对SC图像特性增加了四个编码工具：帧内块数据复制(IntraBlockCopy,IBC)、调色板模式(PaletteMode)、自适应颜色空间变换(AdaptiveColorTransform,ACT)以及自适应运动矢量分辨率(AdaptiveMotionVectorResolution,AMVR) 。相较于自然图像视频，屏幕内容视频在RGB颜色通道上的关联度更低，转换为常见的YUV-420格式并不利于其编码压缩。鉴于此， KSC265使用支持可扩展RGB-444模式的编码器，在取得更好压缩效率的同时，得到色彩更鲜艳、清晰度更高的视频流。