12种提升视频质量的方法

LiveVideoStack 2022年3月2日

翻译、编辑 | Alex

技术审校 | 章琦

本文来自OTTVerse,作者为Krishna Rao Vijayanagar。

影音探索 #005——视频质量

对于任何希望扩大其在线业务并提高知名度的公司来说,直播质量都非常重要。随着科技世界不断发展,视频直播已经成为连接潜在客户的重要元素。为了满足这种需求,各大企业需要配备适合需求的装置,并能够向用户提供无中断和无延迟的视频内容。

本篇文章将会讨论确保直播视频质量满足行业标准的重要性,还将探讨那些在设置直播服务时所出现的常见问题,同时提供解决问题的方法,以便用户观看到最佳质量的视频。

这些方法同样适用于在线课堂、体育转播或者线上教会活动,每个人都可以使用这些方法提升他们的直播视频质量。

下面让我们尽快开始学习如何提升直播视频质量吧!


使用专业相机和麦克风

大多数制作在线学堂、课程或者策划网上研讨会的人经常犯下代价高昂的错误,其实解决方案出奇的便宜。

如果你使用笔记本电脑上的摄像头进行实时直播,那么效果将看上去粗糙且失焦。它们通常分辨率不高,因为其主要用于商业目的的视频会议或者与家人朋友交谈, 并非用于专业直播。

笔记本电脑中的麦克风也不专业,无法像高质量麦克风那样采集到优质音频。高质量麦克风的音效更好,而且在录制时能够有效减少背景噪音,从而使你在直播时的音效更加专业。我并不是在指责笔记本电脑的生产商,毕竟笔记本原本的主要用途并不是直播或者转播。

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你可以购买高质量的摄像头和麦克风(价位在100~200美元的就有很多),并在下一场直播活动中使用。你会立即发现你的直播质量有了显著提升,你的观众也会非常满意。


充足的光线

你还需要确保是在一个明亮、光线充足且安静不受噪音打扰的地方进行直播。

确保房间内的光线充足是显著提升直播质量的一种方法。如果你的视频看起来晦暗且粗糙,有可能是因为你在直播的时候,房间内没有足够的自然光。打开你的百叶窗试试!

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你也可以购买一个环形灯,放在你的手机或者摄像头后面,它可以帮你均匀照亮物体,并提升视频质量。如果你直播的地方没有太多自然光,这也是一个很棒的方法。

当你搞定了直播设备(摄像头和麦克风),那么该将注意力转移到直播中技术含量更高且更隐蔽的问题上来了——编码和传输!让我们接着往下看!


正确的编码设置

如果你不能为你的观众提供高质量的视频观看体验,他们将不再观看你的内容,并且转投他处。在大多数情况下,归根结底还是需要高质量视频,或者更受人青睐的高清视频。

摄像头采集视频后,视频被发送给编码器,然后根据你的配置设置进行压缩。通常情况下,这些设置包括视频分辨率、视频编解码器、音频编解码器、视频码率、音频码率、GOP大小以及关键帧间隔。

如果你想提供高质量的高清视频,就必须使用5~6 Mbps的H.264/AVC 或者 HEVC。这意味着用户的网络连接要至少提供8~9Mbps才能避免播放中的卡顿。然而,当通过移动设备直播时,由于蜂窝数据的局限和其他因素(比如较差的信号强度或者较低的网络带宽),这一数字(8~9Mbps)将显著下降。

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那么,我们如何确定这些编码设置?

选择编码设置的最佳方法就是要充分理解你的观众,以及他们的直播限制和直播条件。比如,如果你的观众在农村地区或者是网络为3G速度的国家,你就不应该在压缩视频时设置非常高的码率。你可以考虑生成较低分辨率的视频(360p、480p等),这样在网络条件不一的情况下,视频将更容易传输到手机上。

选择合适的编码设置是一个试错的过程。首先,确保你安装了好用的分析(QoE)工具并利用数据指导决策。我们将在下文中讨论分析方法的使用。


ABR技术生成多种码率

一些视频服务提供商或者广播公司只在编码器中生成单一码率的视频,这种方法并不可取,因为你不能利用ABR技术为用户提供绝佳的观看体验。使用单一码率的问题在于播放器无法适应网络条件的变化并为了确保正常播放而切换到其他码率或者分辨率。

然而,如果你生成具有不同码率和分辨率的视频流(假设三种),播放器通过检测可用带宽,然后自动选择其中一种码率以适应网络条件的变化(也被称为ABR技术)。

然而,生成多种视频流还不够。在将视频交付给用户之前,你需要将它们转化成一种ABR视频流协议(比如HLS或DASH)。我们接着往下看。

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视频服务中使用HLS和MPEG-DASH

HLS(HTTP Live Streaming)和MPEG-DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)是当今互联网视频传输中最常见的视频传输协议。HLS和DASH都经过了多年的研发、创新和改进,在HTTP上传输视频时通常会将它们作为首选。

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这些协议获取视频后,将它分割成视频切片,并且使每个切片在传输时都独立于其他切片。这种基于切片的传输方式使得视频播放器和服务器可以在根据网络波动和播放器缓冲的状况动态切换下一个切片。

所以,结合正确的编码器设置、多码率转码以及HLS和DASH的使用,将帮助你轻松搞定高质量直播视频。

为HLS & MPEG-DASH选择正确的切片时长

在你决定使用HLS或MPEG-DASH后,最重要的一步就是在打包阶段选择合适的视频切片时长(生成HLS或者DASH兼容视频流)。如你所知,通常情况下,打包器会将视频分割成尺寸相同的小块切片,你需要在打包器中或者直播服务提供商的平台上设置切片大小。

直播中的视频切片时长会有什么样的影响?

  • 如果视频切片时长太短(比方说, 切片长度为1秒),播放器就不得不每秒请求CDN,这会消耗很多播放器和CDN资源。不过切片时长短并非一无是处。通常在播放视频前,播放器必须等待2~3秒钟时间(假设播放器被设置为在播放视频前等待3个视频切片), 因此切片时长短可以减少首屏时延。

  • 如果切片时长太长(假设为10秒),播放器必须为每个视频切片下载数据(每次请求10秒数据!)。当播放器正在下载这种大块的视频切片时,如果带宽发生波动,那么在下载过程中播放器将无能为力,只能在下次下载时通过ABR技术调整。除此之外,时长过长的视频切片会导致更多的首屏延迟。

所以你要做的是:观察数据、理解观众、检查用例后,再为你的直播选择合适的切片时长。


使用高速网络连接直播

在采集、转码、打包视频然后将它们存储在服务器后,是时候传输视频了。你也许使用的是云服务器,或者将自己的电脑作为服务器,但最重要的是确保你的网络连接可靠且高速,能够维持高质量视频直播。

如果你想要传输高清视频,那么就需要足够的带宽支持来自100个用户的请求,这些用户全部都想从你的服务器上请求高质量、高码率的视频。

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图片来自Unsplash,由 Frederik Lipfert拍摄

如果你的视频解码器在云上或者由实时流媒体平台管理的话,将视频从摄像头传输到解码器的过程中也需要良好的网络连接。如果视频无法可靠地从摄像头传输到流媒体平台,那么所输出的视频将出现卡顿和停滞。这其实是很容易避免的!

除此之外,你可以利用CDN从源站传输视频,我们接着往下看。


使用CDN

令人感到惊讶的是,不使用CDN是人们常犯的错误(或者人们没有意识到要使用CDN)。CDN是内容分发网络(Content Delivery Network)的简称,它能够向大量人群轻松传输视频。CDN巨大的缓存(内存)中存储了最近传输的视频切片,因此当用户加入或者搜索时,不会对Web服务器造成任何压力。CDN会分发缓存中的视频流并保障视频的高质量和快速响应。

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有CDN vs. 无CDN (图片来自Wikipedia)

通过使用CDN,直播服务提供商可以确保:

  • 视频切片被准时传送给地理分布不同的用户

  • 降低缓冲次数和频率

  • 减少Web服务器或者源站的负载

Akamai、Fastly、Cloudfare、KeyCDN和Medianova等都是知名的CDN公司。如果你正在使用直播视频服务,一定要问他们正在使用哪家 CDN,以及它在你的观众所在地区的服务情况如何。

如果你对CDN一无所知,可以阅读之前的文章:为什么直播时要用CDN?


使用DRM保护你的内容

当你在直播教会活动或者大学里的体育赛事的时候,也许会认为DRM没有那么重要。但是不使用DRM的代价是巨大且昂贵的。如果任何人都能盗取你的视频流URL(DASH的MPD或者HLS的m3u8),将其插入到视频播放器中,然后开始重新播放你的内容,那么你将损失惨重。

如果你的视频流被他人盗取并重新传输,那么你的CDN账单将高于预期。相较于成本,你的收入也会下降。

尤其是如果你的视频服务是按观看次数收费、订阅付费,或者支持广告,那么视频被非法盗取后,你的收入将受到重创。通过与靠谱的DRM供应商合作并使用正确的技术,可以大大减少这些问题。

如果你对DRM一无所知,可以期待一下Easy Tech系列之后的文章,文中将会深入介绍DRM的工作原理以及不同形式的DRM。

使用分析工具了解你的观众

除了QoE 和QoS信息外,直播服务提供商必须使用分析工具来收集使用/消费统计数据。几乎视频流管道中的一切都需要有质有量的数据来优化。下面这些信息可以帮助你分析、排除故障以及提升直播视频质量。

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图片来自Unsplash,由 Luke Chesser 制作

  • 视频延迟或者首屏延迟: 测量用户按下播放键后到视频显示的用时

  • 缓冲持续时长&百分比

  • 开始次数

  • 视频开始前退出: 当用户按下播放键,他会在第一帧显示前就会离开吗?如果是,为什么?

  • 对于AVOD供应商而言,跟踪广告填充率、广告QoE、完播率、完播四分位数等数据对于优化广告交付十分重要。

这些数据是如何发挥作用的?以EBVS(Exit Before Video Start,视频开始前退出)指标为例,如果数值较高,说明很多人正在点击播放键,然后还没有看视频就离开了你的平台。问题根源有可能是前插播广告效果不佳或者是首屏延迟太长,这些都会令你的用户沮丧不已。所以,你需要关注这个指标并可能缩减HLS/DASH视频切片尺寸来留住用户。

获得有质有量的数据能够大大改善你的视频质量。


启动Catch-up/录像/DVR

虽然与直播没有直接关系,但是这个功能可以帮助你获得更多互动和关注。通过录制、存储直播视频,人们便可以在他们选择的时间再次观看直播。这种功能通常被称为Catch-up或 DVR,是一种非常流行的重复使用直播流以覆盖更多观众并增加用户和收入的方法。


使用专业的视频平台

在了解了上面的所有方法和技巧后,问题来了——你会打造自己的视频流平台吗?还是要使用某个专业的托管视频平台?这两种选择各有利弊。但大多数情况下,你最好使用商业直播平台。

这些商业平台通常拥有强大的转码器、支持HLS和DASH、使用CDN并通过CDN传输视频。这些平台还会帮助你设置播放器,并提供QoE的使用和分析。


小 结

在本文最后,我希望你能通过上文提到的方法,为你的体育赛事、社区、教会和音乐会直播活动生产、传输高质量的视频流。

如果你有更多的方法想要分享,欢迎在评论区留言,我们非常高兴将这些方法加入到文章之中。


致谢:

本文已获得作者Krishna Rao Vijayanagar授权发布,特此感谢。

原文链接:https://ottverse.com/top-tips-to-improve-live-streaming-video-quality/


延伸阅读:

对话OTTVerse创始人Krishna Rao Vijayanagar:我为什么要写视频技术科普文章

 

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