随着抖音内容生态的不断丰富，越来越多的大型赛事在抖音平台进行直播，世界杯/春晚/亚运会等各项赛事节目引来大量用户观看。卡塔尔世界杯期间，抖音提供的稳定高质直播画面为观众带来了完美的观赛体验，决赛的 PCU 高达 3700W 。不同赛事节目涉及链路众多，且不同赛事之间存在差异，如何保障各链路的画质稳定并进一步提升画质，是一个巨大的挑战。
如何应对挑战？画质优化链路大型赛事直播涉及链路较长，不同赛事链路存在一些差异，整体可简化为下图流程，现场信号经过演播室的制作传输给 CDN 再进一步分发到用户侧。从画质角度来看整个链路可分为画质检测与画质优化两个部分，对于 CDN 之前的链路以画质监测为主，以发现问题/定位问题/推动对应链路人员解决问题为目的。画质优化在 CDN 和客户端两侧进行，下面的内容主要介绍画质优化部分。
随着赛事录制技术的提升，越来越多的大型赛事都用上了4K HDR录制标准，画质清晰度也不断提升，随之而来的是更大的带宽压力。同时为了兼容消费端不同的看播设备和不同的带宽条件，服务端需要转出多种不同分辨率不同码率的版本供看播端选择，为了保障用户在不同带宽与设备下都能取得最佳的画质体验，我们做了大量的优化工作。团队通过自研的自适应 ToneMapping，视频降噪，ROI编码，视频插帧，BAS采样，端上超分等算法有效地提升了赛事画质。
自适应ToneMapping： 目前大型赛事大都使用HDR（高动态范围）设备录制，团队对支持 HDR 看播的设备增加了 HDR 档位，同时提供了多种不同分辨率/帧率的档位。HDR 拍摄的片源拥有更广的色域，更大的动态范围。但对很多终端显示设备而言，并不支持 HDR 信号播放，所以通过 ToneMapping 算法将 HDR 信号转换为 SDR（标准动态范围）信号是十分必要的。
相比 SDR 信号，HDR 信号拥有更广的色域和更大的动态范围，在转换到 SDR 信号的过程中不可避免会产生一些信息损失。常用的一些 ToneMapping 方法，不论是 Reinhard，Filmic 或者 Hable，其本质都是设计固定的映射曲线实现从 HDR信号 到 SDR信号的转换，同时尽量保持对 HDR 效果的还原。但直播赛事场景多变，且现场动态范围跨度极大，如世界杯比赛中场馆的灯光/草地/球员亮度差异明显，不同镜头跨度极大，而在亚运会游戏类比赛中的CG画面较为稳定，现有的ToneMaping算法无法在多变的场景中取得优秀稳定的效果，而手动调节每场比赛的转换参数也不现实。为了解决这一问题，团队提出了内容自适应 ToneMapping 算法，通过统计视频内容的实际光照情况动态地进行 ToneMapping，从而得到更优效果。
左: 内容自适应 ToneMapping，右: Hable 算法
