关于ABR、CBR、VBR Twitch的工程师如是说

作者：Yueshi Shen
翻译：Ant

Twitch发起了一项优化码率算法的项目，LiveVideoStack对原文进行的摘译，点击【阅读原文】访问英文连接。



自适应码率（ABR）正在成为保证互联网直播、点播可靠性的重要技术之一。ABR视频流将内容切片成2-10秒的片段，每个片段都按照多个分辨率、码率进行编码（即有个视频轨）。

在客户端，播放器会监测用户当前的带宽，并选择一条最佳的视频轨进行回访，选择的策略要实现两个目标：

通过下载最高码率的视频轨，实现最佳视频回放；

保证回放的视频轨的码率低于当前的带宽，使得视频回放流畅（见图1）。

为了保证同时实现这两个目标，播放器需要知道每个视频轨片段的码率，才能决定下载哪个视频轨片段。因此，视频轨片段通常保持同样的大小（尽管HLS允许大10%），并告知播放器（播放器首先下载主manifest文件，它包含每个视频轨的码率信息）。



图1：根据用户的带宽变化，播放可以从一个视频轨转换到另一个。

固定码率（CBR）编码采用时间等长的视频轨片段，这是一种简单且流行的保持视频轨片段大小相等的方式。不过，CBR限制了编码的效率，不能输出最佳的视频。另一方面，可变码率（VBR）编码能够输出更高质量的视频，降低码率。不过，VBR模式的视频轨切片大小是随机的，这会引发播放器缓存问题——由于不能预测切片的大小，将导致播放器不知道选择哪个视频轨下载。

有上限的VBR可以实现可用码率（ABR）视频流，在这种模式下码率是可变的（VBR），不过被限制在一个最大值（高于目标码率10%），虽然视频的质量没有纯粹的VBR高，但播放器可以预测下一个片段的大小。

为了让ABR保留VBR的优势，必须运行在纯粹的VBR模式下，保证每个视频流的切片大小一致，并且与目标码率相同（见图2）。



图2：ABR-VBR是理想的模式，编码器在VBR模式下工作，并且切片大小一致。

目前在OTT行业，H.264/AVC是最流行的编码标准。大部分编码器是针对广播行业开发的，他们支持CBR或Statmux模式。虽然这些编码器也支持ABR，但OTT行业应用场景下并不能发挥VBR的优点。

Twitch团队一致致力于优化编码效率，并发起了一项公开的研究项目。任何开发者可以对码率算法进行优化，提升ABR-VBR的效率。