视频技术发展

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1、第六章 2013网络视频技术发展分析一、网络视频编解码技术新发展1H.265 编码技术2013年，1080P超清、4K极清等概念层出不穷，在这个视频行业不 烧钱就没法血拼的年代，人们都希望在不用增加带宽的前提下获得更高 清更细腻的视频画质体验，因此H.265在这一年赚足了眼球。在视频传输过程中在要求图像不失真，则图像传输的比特数就大， 在网络带宽一定的情况下，降低视频图像的码流就成为一项重要的技术。 H.265是ITU-T VCEG继H.264之后所制定的新的视频编码标准，全称 为高效视频编码(High Efficiency Video Coding)。2012年8月，爱立信 公司推出了首款H

2、.265编解码器，而在仅仅六个月之后，国际电联(ITU) 就正式批准通过了 HEVC/H.265标准。H.265标准围绕着现有的视频编 码标准H.264,保留原来的某些技术，同时对一些相关的技术加以改进： 提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的迟延、减少信 道获取时间和随机接入迟延、降低复杂度等。H.264由于算法优化，可 以低于1Mbps的速度实现标清数字图像传送；H.265则可以实现利用 12Mbps的传输速度传送720P(分辨率1280X720)普通高清音视频传 送。2. H265技术优势1）更大的宏块和变换块。相对于H.264的4X4、8X8、16X16 宏块类型，H.26

3、5引入了 32X32、64X64甚至于128X128的宏块， 目的在于减少高清数字视频的宏块个数，减少用于描述宏块内容的参数 信息，同时整形变换块大小也相应扩大，用于减少H.264中变换相邻块 问的相似系数。2）使用新的运动矢量预测方式。H.265扩充更加多的方向进行帧内 预测，同时将预测块的集合由原来的空间域扩展到时间域及空时混合域， 通过率失真准则计算后选择最佳的预测块。使用该方法，在基本模式下 测试，在与H.264相同质量的情况下，得到平均为6.1%的压缩增益， 复杂图像的压缩增益甚至能提高到20%。3）更多的考虑并行化设计。当前芯片架构已经从单核性能逐渐往 多核并行方向发展，H.265

4、引入了 Entropyslice、WPP等并行运算思路， 使用并行度更高的编码算法，更有利于H.265在GPU/DSP/FPGA/ASIC 等并行化程度非常高的CPU中快速高效的实现产业化。4）新添加的Tile划分机制使得以往的slice、帧或GOP为单位的粗 粒度数据并行机制更加适合于同构多核处理器上的并行实现。 Dependentslice和WPP机制解决了以往H.264等编码技术中熵编码环 节无法并行实现的问题，使得整个编解码过程中DCT、运动估计、运动 补偿、熵编码等任务模块的划分更加均衡，显著提高并行加速比。5）更低的码流。反复的质量比较测试已经表明，在相同的图象质 量下，相比于H.

5、264，通过H.265编码的视频码流大小比H.264减少大 约39-44%。通过一项主观视觉测试得出的数据显示，在码率减少51-74% 的情况下,H.265编码视频的质量还能与H.264编码视频近似甚至更好， 其本质上说是比预期的信噪比（PSNR）要好。3. H265的应用价值1）推进电视高清化就目前而言，有线电视和数字电视广播主要采用仍旧是MPEG-2标 准。据报道称，H.265标准的出台最终可以说服广播电视公司放弃垂垂 老矣的MPEG-2,因为同样的内容,H.265可以减少70-80%的带宽消耗。 这就可以在现有带宽条件下轻松支持全高清1080P电视。另外，4K超高清电视的概念也愈炒愈热，

6、创维、长虹、康佳、夏 普、索尼、三星、海信等传统电视厂商纷纷推出4K电视，在硬件普及 的基础上，各出招数抢占先机，乐视、爱奇艺等互联网电视玩家也在尽 力攻占4K市场。因此，如何借助H.265的先进技术，打造极致用户体 验，也是近来大众关注的焦点。2）手机播咼清视频近年来，手机等智能移动设备兴起，网络视频也在呈移动互联网扩散发 展的趋势，然后由于移动设备受到网络、硬件、性能的制约，对流播视 频的数据量提出了苛刻要求，一直以来在手机上播放1080P、4K等超 清视频受到极大约束。但是，H.265技术可以改变这一切。与H.264相比，H.265在压制1080p高清视频时，码率只有前者 50%，而且不

7、影响清晰度。H.265会分析每一帧中是否有移动的画面， 然后把没有变化的部分压缩。如果静态帧越多则压缩率越高，由于大多 数视频90%的部分都没有变化，这样压缩能保证压缩效率增加的同时不 降低画面质量。因此，H.265在播放1080P、4K、8K超清电影时可以 节约大量空间和带宽，在手机上播放也成为可能。3） H.265可让4K游戏机成为可能另一个大问题就是游戏主机对H.265标准的支持。索尼的PS2和PS3 主机推动了 DVD和蓝光标准的发展。而即将发布的PS4理论上很可能 将支持4K分辨率的内容，但4K分辨率的视频该怎样传送，通过哪些 标准进行支持？这仍然需要进一步讨论和研究。二、网络传输技

8、术一一CDN1. CDN 发展状况网络视频在的几年中，已经成为互联网流量增长最快的业务，主动 获取或上传视频，直播或点播视频的发生频率直线上升。与一点发送多 点接收的广播式的内容分发不同，互联网视频内容的随机性、突发性、 点对点性使得视频的传送方式在网络上发生着根本变化。以互联网为基 础的CDN （内容分发网络）也越来越受到业界重视。CDN是在基础网络上叠加的内容分发网络，将内容分发存储到网络 边缘，通过网络的动态内容分配和全局负载均衡，将用户请求指向可用 并且距其最近的缓存服务器上，从而改善终端用户体验。实现CDN服务，就要从园区、机房设施、机柜等基础设施建设着 手，后续还有运维和能耗开支，

9、实力不足的企业可以选择租用服务。现在国内主要有三类CDN提供商，一类是专业的CDN服务商，主要 企业是蓝汛、帝联科技等，他们做CDN可开展业务性强、专业性强， 但在带宽资源上有限制。第二类是提供CDN服务的IDC运营商，如网 宿科技、世纪互联等，他们带宽资源丰富，但受地域限制大。第三类是 电信运营商，有带宽和网络优势，但CDN不是主营业务，技术和服务 能力弱。视频网站也可以自建CDN网站，如优酷、乐视已经逐步意识到租用 CDN在成本以及自由度上会受到极大的限制，而大刀阔斧地开始建立自 己的CDN，这种方式虽然初期有投入，但后期运维成本低，而且技术掌 握在自己手中，不受太多限制。但是，由于图片、

10、网页与视频在性能、同步和调度上存在极大的差 异，因此视频流媒体在负载均衡、内容管理、内容分发的模式上有自己 的特点，自建CDN需要公司有比较强的技术力量和初期资金投入。在 现有的网络环境下，快速增长的访问带给流媒体服务器和网站的出口宽 带极大的压力，所以内容提供商在全国范围提供视频点播服务实际上是 有困难的。土豆网在实践中发现，当lighttpd并发超过600次，性能会有所下 降，同时网络在线用户如果达到300万，至少需要5000台服务器。在 调度上，一个机房8G带宽，假设每个连接是400Kbps下载速度，可以 服务的用户数是2万个;如果用户达到百万级，机房数量也要达到100 多个，这对每个公

11、司都是巨大的挑战。2. 云计算对CDN的颠覆从2013年开始，迅雷不断推销自己的“云加速”主要面向个人用 户的智能网络加速服务，号称为未来互联网的底层技术之一。而近日也 有消息称，迅雷已经接受了小米的投资，金额约3亿美元左右。此次合 作，迅雷的云加速技术全面开放给小米公司使用，而小米的硬件产品将 会内置迅雷旗下的相关服务。另外，“乐视云视频开放平台”荣获“2013年度最佳云视频平台解 决方案奖”。乐视云视频开放平台不只可以提供拍摄、上传、存储、转 码、分发、播放六大环节的一站式服务；同时，基于乐视生态协同优势， 乐视云视频还可以提供其它视频网站没有的增值服务基于“平台+ 内容+终端+应用”乐视

12、生态的垂直产业链整合优势。目前，在视频服务提供商中，除了有网宿、蓝汛等专做CDN分发服 务的企业外，各大视频网站也相继涉足云视频服务领域。虽然CDN是 一个典型的云计算服务。同时CDN内部也在大量采用云计算的相关技 术，但是“未来云计算是否会颠覆CDN行业”也成为2013年不少人关 注的焦点。三、多屏互动技术的发展1. 多屏互动技术的实现方式多屏互动技术所指的是在不同的操作系统（iOS、Android、Win7、 WindowsXP等），以及不同的终端设备（智能手机、智能平板、电脑、 TV）之间可以相互兼容跨越操作，通过无线网络连接的方式，实现数字 多媒体（高清视频，音频，图片）内容的传输，可

13、以同步不同屏幕的显 示内容，可以通过智能终端实现控制设备等一系列操作。实现多屏联动主要有以下三种方式:1）投影链接设备：可以通过无线传输方式将手机中的影片、视频、 图片、音乐、PPT等多媒体内容，投放到电视机、投影仪等终端显示设 备进行分享和观看。产品有谷歌的Chromecast和国内的“快播大屏幕”。2）移动应用APP：用户只要接入同一局域网络，即可利用Android 系统手机、PAD等移动设备与安装了该APP客户端的电脑及支持DLNA 的大屏幕设备的自由播放切换。例如爱奇艺发布的国内第一款云端内容 传输互动技术产品“绿尾巴”，只要在有网络的地方将PC、手机、平 板电脑相互“碰一碰”，就可以

14、在设备之间相互分享视频。3）智能机顶盒：智能机顶盒基于智能系统，能够让普通电视摇身 一变智能起来，它不但能够提供互联网视频点播、APP应用软件下载， 还能把手机、电脑、电视三屏联动起来，智能切换和遥控，实现人机互 动等功能。例如小米盒子的米联功能，兼容Airplay、DLNA、Miracast， 通过米联可以将小米手机、iPhone、iPad和电脑上的图片、视频以及搜 狐视频、腾讯视频、PPTV等应用的精彩内容无线投射到电视上。2. 多屏互动技术的应用智能手机和平板电脑的普及建立了视频网站多屏的基础，将以往集中的 收视时段碎片化。无论用户是在家里还是户外，无论想听音乐还是看电 影、看球赛，亦或

15、者只是浏览外出旅游时拍摄的高清视频和照片，让手 机、电视、电脑全面实现互动共享，把手机里的图片、视频资源直接无 线传输至电视中播放，轻松自在掌控智能生活。现在黄金视频不仅仅是 晚饭后的数小时，早上8点到9点、中午午休、下班路上的堵车时段都 成为用户观看视频的高峰。人们习惯在堵车时用移动设备观看视频，而在家庭场景下则会希望得到更舒适的观赏体验，这使PC端或者更大的 电视屏幕更为适合。是否能实现同一视频的跨屏播放这一诉求已水涨船 高，也间或关系到用户对视频企业忠诚度和粘性的培养。在国内，爱奇艺、PPTV聚力纷纷在致力于用户的此需求。早在去 年5月，PPTV聚力在Android客户端应用中率先植入多

16、屏互动功能， 2013年，多屏互动也成为了乐视网最为注重的一点,用户可通过在PC、 移动、TV登录账号，直接享受多屏互推所带来的快感。种种迹象表明，在多个屏之间实现风格、内容及交互的一致性体验， 在毫无“割裂感”的状态下随意变换设备。而在这之中，无论是新闻、 视频还是微博、微信都在抢占新一轮移动入口，移动领域无疑将成为主 导多屏互动的关键力量，用户迁移已成必然。与此同时，视频行业在多 屏互动理念的引领下，将为传统电视提供新的发展机遇；此外，通过多 屏联动实现网民的行为数据跨网采集，将更有利于视频网站进行多屏的 精准投放。相信未来在多屏互动理念的引领下，更大屏幕的智能手机、 家用平板电脑、互联网电以及智能手表、谷歌眼镜、车载屏幕等新兴产 品将出现在消费者的生活里。四、大数据1.大数据在视频行业中的兴起2013年，一部纸牌屋不仅在全球引起了热烈讨论，也在互联网 视频