结合微帧编码引擎,从视频编解码角度对Sora浅析

2024-03-14

要问2024开年什么东西最火,那一定是OpenAI发布的轰动全球的视频生成模型——Sora,与之前的视频生成模型相比,Sora的特点是能够生成长达1分钟的视频,同时保持高视觉质量和视觉一致性,这无疑是生成式AI的一项重大突破,OpenAI亦表示,Sora是能够理解和模拟现实世界的模型的基础,这一能力将是实现AGI(通用人工智能)的重要里程碑。

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随着以Sora为代表的视频生成模型的快速发展,它们在不同领域的应用也正在加速,如降低电影行业制造成本及门槛、为教育行业提供更具吸引力的视频讲解内容等等......可以预见,未来的视频量级将会呈指数型增长。



视频编解码作为视频底层核心技术之一,发挥着至关重要的作用,视频编码算法直接影响到视频的生产、传输、质量、成本等。微帧作为视频编码行业的领军企业,非常关注AIGC的行业动态,Sora发布后,微帧产研团队从编解码角度对Sora样例视频做了一系列的分析。



· Sora采用的编码器:开源软编x264、硬编



首先我们查看了所有视频的信息,发现均为H.264/AVC编码标准、帧率为30fps、分辨率最高为1080P的视频,且所用编码器输入的都是8bit YUV420格式。其中部分视频所采用的编码器为开源软编x264,另一部分未显示编码器信息,且这部分视频码率偏高,这里我们猜测可能使用的是硬编。



原始码率1.png

原始码率2.png

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我们挑选了一组视频进行帧类型对比【x264编码的视频Tokyo-walk VS 未显示编码信息的视频Flower- blooming】,发现Flower-blooming视频并没有设置B帧,而无B帧这个特点也呈现了“未标注编码器信息的视频为硬件编码”的较大可能性。


源视频帧.png


· 对比x264,微帧编码引擎可节省45%~65%码率


Sora这次公开的经典视频Tokyo-walk,采用的就是开源x264软件编码器,分辨率为1080P,码率为6459kbps,体积大小为46.1MB。


Tokyo视频信息.png


我们将此视频分别用微帧编码引擎WZ264、WZ265进行了编码压缩处理,WZ264编码后的视频码率节省了45.3%(降低到3532kbps),WZ265编码后的视频码率节省了64.7%(降低到2281kbps),下面我们来看看对比效果。


从远景上看,无论是人眼感兴趣区域的人物主体,还是背景灯光、建筑物、虚化的人群,WZ264与WZ265编码压缩后的每一帧都与源视频无异。


再看细节,皮肤纹理、发丝、痘印瑕疵、眼镜反射物等,也基本与源视频一致。


Tokyo对比图31302.png


此经典视频的整体画面较为复杂,编码过程中需要处理的信息较多,如果是更简单的画面,微帧编码引擎的压缩率是否会更高?如果是硬编处理(未显示编码器信息)的源视频,压缩率又是如何?


· 对比硬编,微帧编码引擎可节省60%~90%码率


我们挑取10组画面相对简单、硬编处理的源视频,看看WZ264及WZ265的处理结果,可以发现,WZ264能够减小70%左右的码率,WZ265压缩率则更高,能够减小80%左右的码率。


硬编264.png

硬编265.png


其中,压缩率最高的视频为Flower-blooming,源视频码率为12049kbps,经WZ264编码后的视频码率节省了79.37%(降低到2487kpbs),WZ265编码后的视频码率节省了88.92%(降低到1335kbps),以下是与源视频的画面对比效果,可见在压缩率如此之高的情况下,画面质量依然保持每一帧都与源视频几乎无差异。


· 缘于编码技术,微帧与OpenAI建立联系


Sora目前对外展示的视频均为H.264标准视频,原因不言而喻,因其兼容性更高,能向所有用户展示研发成果。但更新一代的视频编码标准H.265及AV1的压缩率更高,待Sora向大众开放使用后,是否会考虑到视频体积问题而加入“可支持输出视频编码标准为H.265、AV1”的选择项,目前还未知,但值得期待。


再者,如果以Sora为代表的视频内容生成端,选择采用像微帧编码引擎这样的更高效率的编码器,为用户输出更高质量、更小体积的视频,也能为后续的视频传播分发带来极大价值。


基于以上分析,微帧海外团队联系了 VP of Research at OpenAl 。OpenAI表示,在目前Sora的初始阶段,主要精力投入在大模型优化改善上,视频编解码并非高优任务,也期望未来与微帧进行详细的技术交流和合作探讨。同样微帧也非常期待,当“AI生成”与“视频传播”深度链接以后,能够与OpenAI共同探讨AI与视频编码的结合,一起探索创新。

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