如果你正在看奥运会，各种血脉贲张，毛孔悚然，忍俊不禁，于是一拍大腿不吐不快：独乐乐不如众乐乐阿！别着急，腾讯视频已经可以满足你的愿望，让实时分享成为现实，请各位看官体验。方法：只要你登录v.qq.com ，对任何视频进行如下图所示的操作，就可以轻松，畅快地分享高清晰的gif动画了。 效果如下： 不光是奥运会，影视类视频你也可以玩的狠high： 说起gif，可真的算是老古董了，1987年6月15日诞生的它，这个月刚过完25岁的生日。这个比万维网(www)（1991年）和第一个视频编码标准H.261(1990年)的历史都要长，1989年的版本(GIF 89a)中增加了 GIF 最为重要的透明色和多帧动画支持后，其标准就再也没有更新过，其间经历了Unisys公司要求专利权的风波，引入了强有力的挑战者png，经过20多年发展，互联网早已不是初期的龟速，gif以256色的成像，仍然屹立不倒，在网络图片格式中排名第二，实在是不折不扣的传奇。而随着微博的兴起，读图时代的到来， GIF喜闻乐见的表现手法非常适合在微博病毒传播，老树发新芽，GIF又焕发了新的活力。 在线视频的浏览时长已经位居各种服务的首位，而其自身的优质内容，非常适合gif动画分享。但目前在线视频网站都没有提供这一功能，而基本只能在线下由专业软件编辑生成。究其原因，我们常见的网络视频的都是专业摄像机拍摄，不少片源还经过了调色师富有想象力的加工，其颜色层次非常鲜明丰富，再加上其YV12的编码存储格式，都对生成较好效果的gif动画提出了不小的挑战。而效果较好的算法，计算资源消耗较多，性能很难达到实时的要求。 我测试了一些GIF开源工程，但没有效果和速度都能达到我们的应用需求的。于是先熟悉了GIF的编码格式标准，梳理了图像质量和性能相关的模块，从解码开始自己搭建框架。 GIF截图流程示意图 1 缩放使用了开源库自带的simd优化过的3抽头滤波的lanczos算法，理论上更高抽头的滤波器效果更好，当前版本先考虑性能待后续优化。 2 YV12转BGR的矩阵最开始测试的是IPP自带的chroma upsampling算法，发现质量不高舍弃，经过探索，最后采用的转换原理如下：根据视频原始的颜色空间属性（如BT601）选择对应的V12-BGR24转换的矩阵，整个转换过程精度保持在11位以上，转换完毕后，通过dither：在低位增加了随机噪声再移位去除color banding。实现效果上优于vmr7，vmr9，evr等传统render。 3 GIF为256色，而视频原始色彩范围为256^3=1600多万色，故必须进行颜色量化提取色板，这个话题比较大，这里直接说做法，使用了改良的Octree算法，其效果好于C#自带的Octree算法。关于Octree算法，这里不详细介绍，感兴趣的同学可以参考http://km.oa.com/group/481/articles/show/13155?kmref=search 4 在颜色量化后进行误差扩散，使用Floyd–Steinberg抖动算法，进一步减少人眼能感受到的瑕疵。 5 GIF动画的每一帧都单独计算自己的局部色板，以达到好的效果，相对全局色板每帧增加768个字节。 性能优化上，进行的主要优化有： 1 定位瓶颈为欧拉距离查找最接近颜色，使用SSE2指令改写，速度提升4倍。 2 优化io，减少数据读写依赖。 3 yv12-bgr24的高质量转换算法使用了SSE2指令改写。 4 抖动算法使用循环缓冲区，增加cache命中。 经过优化，GIF动画的截取可以在1秒左右完成计算。 在特性实现，经过研究GIF的标准，实现了： 1 隔行扫描编码格式，下载1/4帧的图像数据就能播放单帧图像，使图片在浏览器中更快的加载和显示，增加文件大小约2%。 2 通过改变播放时每帧持续时间，达到快进或者慢放的效果。目前该功能还未对外。 从最终的实现来看，效果上超出了大部分软件制作和网络传播gif的效果，一般视频截取的GIF都较清晰，当视频场景的颜色过于丰富色彩过渡过多时，或者运动模糊的太厉害时，效果会差些；速度上，请求，下载，计算，上传整个流程在3秒左右，基本达到了"实时"。 后续的优化方向包括： 1 优化GIF编码的性能，使现有服务器资源支持更多的并发请求的计算。 2 继续优化GIF编码的质量，如通过优化缩放和Octree算法等。 3 减小gif的体积，和研究院的同事讨论，结论是在不明显损伤画质的前提下可以节省15%的体积。 4 增加个性化应用，如支持字幕添加，遮挡原始字幕等。 |
