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高效率视频编码(HEVC)——压缩技术的下一阶段
(2012-12-06)共计浏览:
过去的25年,不断改进的视频压缩技术在电视节目传输的发展中起到了根本性的作用。

 

                                                                                                
                                                                                                    Matthew S. Goldman高级副总裁

  过去的25年,不断改进的视频压缩技术在电视节目传输的发展中起到了根本性的作用。

  消费者观看电视的习惯已经发生了变化。他们不再在一个特点的地点从一个固定设备观看内容,而且他们不受播出时间表控制。相反,电视已经成为一种更流畅的体验。一致、高质量的图像和声音现在可由多种设备点播,并且在任何地方都可访问到。

  在这种移动和接入的新世界中,消费者往往不注意视频压缩在分发内容到消费者设备中所起的作用有多重要。不过,内容分发链中的专业人员都对视频压缩非常感兴趣。有效的视频压缩有助于降低网络带宽和存储要求(进而降低播出成本),并且使供应商之间和系统之间有更高水平的互操作性,从而有助于提高利润率。

  随着数字新生代(那些出生于到处渗透数字技术时代的人)的到来,电视行业经受了又一次的转变。数字新生代(现在正在支配制作的内容量,并且正在要求能够在各种设备上访问它——这对内容分发链造成了巨大的压力。

  因此,为了使运营商和服务提供商能够尽量降低网络带宽和存储成本,再次要求很快有一种新的压缩编解码。如果这些成本保持不变,那么利润率将受到损害,并且为满足这种增加的要求所需的扩展和提供更多服务的能力也将降低或完全丧失。

  高效率视频编码(HEVC)做为联合工作组—视频编码(JCT-VC)——ITU-T视频编码专家组(VCEG)和ISO/IECE运动图像专家组(MPEG)的一个合作项目组——当前正在制订的最新视频编码标准。现在标准化正在进行中,2012年中技术达到稳定,2013年1月完成。爱立信积极参与此标准制定工作。

  此新标准的目标是具有与以前的视频压缩标准相同的革命性影响,有助于支持提供给消费者的新兴数字娱乐内容的制作。

  MPEG-1视频压缩标准的到来标志着第一个重大突破,此视频压缩标准主要于1990年完成,但最终确定是在两年后。MPEG-1启动了向消费者分发数字内容,包括VCD、CD-I和接近广播质量的视频。

  1994年,第二代视频压缩标准——MPEG-2到来,它成为数字电视和数字视频存储(DVD-V)到来的催化剂,使行业发生了天翻地覆的变化,并使电视出现了从播出彩色电视以来最重大的全新转变。在上世纪90年代末,MPEG-2还促进了加速向高清(HD)内容分发转换。

  过去10年间产生的大量电视广播频道导致HD制作的内容量激增。为了满足消费者对实时广播节目分发、内容点播、存储媒体和互联网视频的要求,网络运营商们必须找到利用更广带宽效率的压缩技术的方式。

  为了解决这些问题,2003年,推出了第三代视频压缩标准ITU-T Rec. H.264 | ISO/IEC 14496-10 MPEG-4高级视频编码(AVC)。

  接下来6年间,凭借高标准扩展(2004年)、可扩展的视频编码(2007年)和多视角视频编码(2007年),此标准得到了进一步改进。AVC提供的主要优点之一是对消费应用,压缩效率相比MPEG-2视频提高50%(即对同样的图像质量使用一半的码率)。

  AVC还通过实现像移动或手持电视这样的极低码率消费应用以及提高互联网视频体验水平,对“无拘无束”世界的产生有很大的影响。

  AVC在各种各样应用——从移动和因特网上自适应低码率流媒体到用于母版制作和归档——的分发方面继续发挥重要作用,并且在除了传统部署(由于商业成本)或监管/政府要求排除其使用的场合之外,正日益取代其它压缩方案。此外,AVC还推进全球对广播、点播HDTV和像蓝光盘这样的存储媒介的需求,并促进3DTV的推出。

  开发者希望HEVC通过在AVC的基础上提高编码效率最高50%(再次使与AVC有相同图像质量的消费应用降低一半码率),再一次革命化压缩世界。为此迫使编码算法有更高的计算复杂性,初步估计表明将比AVC最高复杂10倍。HEVC还将利用过去10年间半导体技术的发展(例如“摩尔定律”),并继续改进AVC。

  随着融合、多屏电视世界的出现,HEVC将有助于增加DSL上IPTV视频的服务覆盖,并且在带宽受限的场所增加新闻采集点对点链路。在更基本的层面,HEVC能够增加家庭中使用的多种屏幕数量,并且用较低的回传和分配网络成本建立“多屏家庭”。

  HEVC在更低的码率实现更高的图像质量,并将为使用手持设备的的消费者提供更佳的观看体验。HEVC的目标是提供一种能够解决未来分发问题(包括在相当于当前的HDTV数据率的码率运行1080p60/50或全分辨率3DTV)的解决方案。在未来的4K TV服务上,市场对HEVC可能的作用有特别的兴趣。HEVC的出现将把压缩技术提高到能够满足4K电视的要求(提供比现行的HDTV高4倍的分辨率)的水平,并且实现现在受阻于现行的视频压缩标准的未来商业服务。

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