揭秘金山云云游戏PaaS服务平台背后的视频编码技术

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最近，金山云发布了云游戏的paas平台。该平台的云游戏架构可以为客户提供稳定、快速、灵活的云游戏部署和运维解决方案，支持cpu+gpu资源池的混合架构，以较低的损失成本实现较高的用户流并发处理效率。在云中，金山云投入了大量研发工作，以获得高度灵活的虚拟化/容器功能。基于此，它开发了GPU 直通虚拟化技术，大大减少了虚拟机在操作系统层的损失。提高用户资源使用的经济性，降低总体拥有成本；另一方面，获得了与vgpu方案相当的资源监控能力，从而可以使用高效的调度算法来实现更好的资源分配灵活性和并行可扩展性。

在流媒体传输方面，金山云直接从编码器入手，对ksc265进行了深度优化和定制，使其能够适应webrtc等通用rtc方案。在5g终端的应用场景中，金山云丰富的边缘节点提供了出色的mec接入能力，将用户网络拥塞的优化推到了最后一英里，在大多数工作条件下，将玩家的rtt延迟降低到25毫秒以下。本文将重点介绍最新ksc265基于云游戏paas平台进行定制和优化后的技术优势。

云游戏定制优化下的ksc265最新版本

Ksc265是金山云独立开发的软件级h.265视频编解码器，符合hevc标准，多次赢得世界编码大赛。

与基于h.265标准的开源视频编解码器x265相比，ksc265在压缩效率和速度上具有明显优势，编码速度可以满足直播、短视频和云游戏的时效性要求。在快速编码模式下，金山云ksc265具有显著的压缩比。与x264相比，在图像质量相同的情况下，仍然可以节省30%-50%的码率，并且只消耗一半的带宽，从而获得相同的观看体验。与硬件编码相比，ksc265在参数设置上更加灵活，在压缩比和图像质量上优于硬编码，成本也低于硬件解决方案。

这一次，最新版本的ksc265基于云游戏进行了定制和优化，在码率、峰值信噪比和转码速度方面取得了新的突破。基于终端游戏和手机游戏，我们测试了四款有代表性的游戏，收集了5分钟的云游戏视频，并从比特率、峰值信噪比和转码速度三个方面进行了比较。结果表明，在相同的峰值信噪比下，ksc265比x264平均节省62.44%，比x265平均节省28.52%。

ksc265背后的技术秘密

最新的ksc265已经在mv搜索、屏幕内容、主观优化和码率平衡方面进行了升级。

对于云游戏，特别是需要渲染的游戏结束类，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相邻帧的像素级directmv，跳过编码器的原始mv搜索过程，大大加快整个编码过程。在基于mv的整体优化加速中，ksc265在加速24%的情况下只能损失3%的bd-rate。

Ksc265也可以针对屏幕内容编码进行优化。本质上，hevc-scc是hevc 的扩展，ksc265为sc图像特性增加了四种编码工具:块内拷贝(ibc)、调色板 模式和自适应彩色空转换(Adaptive Color转换)。Act)和自适应运动矢量分辨率(自适应运动 矢量分辨率， amvr)。与自然图像视频相比，屏幕内容视频在rgb颜色通道上的相关度较低，转换为yuv-420格式不利于其编码和压缩。有鉴于此，ksc265使用支持可伸缩rgb-444模式的编码器，这不仅实现了更好的压缩效率，还获得了色彩更鲜艳、清晰度更高的视频流。

在主观优化和码率节省之间的平衡上，ksc265采用了hvs的恰到好处的 差异(jnd)模型。jnd测量人眼对图像质量损失的容忍度，利用人眼对图像中不同区域和背景的敏感度差异，在像素域对jnd进行建模并分配码率，从而提高压缩比。jnd模型被分解成视觉对比敏感度函数(csf)模型、亮度掩蔽(lm)模型和纹理对比 掩蔽(cm)模型。有五种模型，如foveated掩蔽(fm)模型和时间 掩蔽(tm)模型。

金山云多年来一直深入视频云领域，团队一直关注相关前沿技术，实现了各种技术的具体落地。未来，金山云将继续在云游戏轨道上发挥自己的实力，利用最新的技术突破，为用户提供更高质量的身临其境的游戏体验。

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