视频编解码的现状

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发表时间:2020-05-15 11:04作者:kdacctv

视频编解码的作用,就是在设备的摄像头采集画面和前处理后,将图像进行压缩,进行数字编码,用于传输。编解码器的优劣基本在于:压缩效率的高低,速度和功耗。


目前,主流的视频编码器分为3个系列:VPx(VP8,VP9),H.26x(H.264,H.265),AVS(AVS1.0,AVS2.0)


VP8,是视频压缩解决方案厂商On2 Technologies的第八代视频编解码标准,Google收购On2后,就将VP8开源了,并且将其应用到WebRTC中。目前,Google也在主推新一代的编解码标准——VP9。


H.264,是由ITU-T视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC动态图像专家组(MPEG)联合组成的联合视频组(JVT,Joint Video Team)提出的高度压缩数字视频编解码器国际标准。 WebRTC也同时支持H.264。


VP8和H.264是十几年前发明的标准,属于同一代技术。这两个标准处于发展成熟的阶段,编码效率、运算复杂度和功耗上都达到了比较好的均衡。技术和应用程度上,二者也略有区别,比如,硬件厂商对H.264的支持较广泛,而对VP8的支持就比较有限。


VP9,开发始于2011年。VP9的目标之一是在保证相同质量的情况下相对于VP8可以减少50%左右的码率,换句话说,相同的码率,VP9能比VP8画质有非常明显的提高。VP9的一大的优势是专利费用,Google声明可以免费进行使用。这和H.264和H.265不同有较大的差异(虽然,2013年cisco已将open264开源,并声称在不修改open264代码的情况下,能保证由cisco覆盖相关的专利费用)。


H.265旨在在有限带宽下传输更高质量的网络视频,仅需原先的一半带宽即可播放相同质量的视频。它与H.264有着相类似的算法架构,并同时对一些相关技术加以改进而大幅提高视频质量。举例来说,H.264编码器可以以1Mbps码率实现标清数字视频压缩;而H.265编码器则可以利用相同的码率编码720P甚至更高的分辨率的高清视频。这也意味着,在现有的家庭网络情况下,我们的智能手机、平板机等移动设备将能够直接在线播放1080p的全高清视频。同时,H.265标准也同时支持4K和8K超高清视频。


VP9和H.265,是最近5年制定的标准,是当前已经完成标准中压缩效率最高的。同样的,H.265是国际标准,VP9是Google目前主推的标准。H.265在硬件支持上比较广泛,Apple、高通、intel等的芯片都支持H.265的硬件编解码器。VP9的硬件支持依然十分有限。总体来说,新一代编码器,编码效率能比上一代提高了30-50%,但是复杂度和功耗会比上一代大很多,所以纯软件编码实现的话有一定瓶颈,现有的技术下,还是需要依靠硬件编解码为主。


AVS是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准。目前,AVS1.0在第三世界国家中已有广泛应用。AVS2.0,属于与H.265和VP9同级的新一代标准。


编码器只是标准和语法,并没有限定应用场景。因此,在实际应用中,还要结合场景特点,来进行改进和深度优化。视频编码器,针对实时音视频通信做了深度改进,更适应公共互联网的特点,实时性和质量上有很大提升。尤其是与网络的深度结合,同时兼顾对抗丢包和网络带宽的波动。


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