導(dǎo)語:當技術(shù)專家滔滔不絕的講述著他們的領(lǐng)域日常時,我們總覺得技術(shù)離我們太遙遠,但是在互聯(lián)網(wǎng)時代,這顯然是個偽命題。
憶當年,你可曾聽說過4K、8K,你可曾看過什么是1080P、藍光的畫面?
我們的記憶里有的只是每年暑假輪播的《新白娘子傳奇》、《西游記》和《還珠格格》的畫面..
而那時的畫質(zhì)放到現(xiàn)在來看,簡直就是災(zāi)難,已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在眼睛越來越毒辣的觀眾們了。技術(shù)進步的福利就是讓我們看到更清晰的世界。
現(xiàn)在移動互聯(lián)網(wǎng)興起,人們用手機就可以隨時隨地觀看視頻,內(nèi)容豐富,選擇也多,對視頻質(zhì)量的要求也就越來越高,高清、4K等已經(jīng)成為當前視頻業(yè)務(wù)的主流發(fā)展方向。視頻清晰度的提升帶來了數(shù)據(jù)量的大幅增長,然而現(xiàn)有的編碼標準的數(shù)據(jù)壓縮能力卻難以同步增長,高清、超高清視頻業(yè)務(wù)給廣電和互聯(lián)網(wǎng)的傳輸帶來了越來越大的壓力。
在此背景下,H.265作為一種新的視頻編碼標準應(yīng)運而生。H.265旨在有限的帶寬環(huán)境下傳輸更高質(zhì)量的視頻,即只需原先約一半的帶寬,可播放相同質(zhì)量的視頻。這也意味著4K、8K也將離我們越來越近。
H.265沿用了H.264的混合視頻編碼框架,但又有新的技術(shù)特點,其核心編碼模塊包括:【幀內(nèi)/幀間預(yù)測、變換及量化、去塊濾波器、熵編碼】等。針對超高清視頻的編碼及并行處理,H.265定義了靈活的塊結(jié)構(gòu),同時對各個編碼模塊進行了優(yōu)化和改進,又增加了新的編碼模塊(如SAO),使得壓縮效率得到顯著提高。
相對于H.264,H.265具有以下優(yōu)勢:
1.同等畫質(zhì)和碼率下,H.265比H.264占用的存儲空間理論上要節(jié)省50%;
2.若存儲空間一樣大,那么意味著,在一樣的碼率下H.265會比H.264畫質(zhì)要更高一些,理論提升30%~50%;
3.H.264可以在低于2Mbps的速度實現(xiàn)標清數(shù)字圖像傳送,而H.265/HEVC可以在低于1.5Mbps的傳輸帶寬下,實現(xiàn)1080p全高清視頻傳輸.
鑒于H.265編碼的極大優(yōu)勢,使得它在網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性方面有著不可逾越的優(yōu)點,讓它在低帶寬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也能傳輸更高質(zhì)量的視頻。這也意味著在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,在線視頻觀看將更加流暢,企業(yè)也將付出更少的帶寬成本,H.265的好處是顯而易見,理論上講,這項新技術(shù)的無疑會帶來一次全新的多媒體變革。然而,H.265在目前的處境卻是叫好不叫座。
編碼器使用難度大
H.265只是規(guī)定了一個可用技術(shù)的范圍,編碼時很多特性可以用,也可以不用。所以H.265編碼器的使用難度大概是H.264的2-3倍不止。據(jù)了解,目前2.1才做到10bit下對H.264 中高質(zhì)量的20-30%的體積壓縮,而且還是建立在對于所有命令參數(shù)全部理解且大量實驗的基礎(chǔ)上,如果直接設(shè)置碼率不使用任何高級命令參數(shù)調(diào)節(jié),很可能得到的效果反而比H.264更差(默認參數(shù)設(shè)置僅針對低碼率環(huán)境,用于中高碼率環(huán)境副作用太大)。這么看來,H.265是把好刀,但很不親民,只有具備技術(shù)和資源優(yōu)勢的大廠才能扛得動。
解碼難度大
想當年H.264壓縮效率比MEPG-2提升一倍多的同時,將解碼難度提高了至少3倍,運算需求高達100GOPS。H.265帶來了遠高于H.264的壓縮效率,也帶來了高于H.264數(shù)倍的解碼難度,算法復(fù)雜度相比H.264提高了2-10倍,運算量飆升到400-500GOPS,復(fù)雜的運算對處理器提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。不過15年后出的手機大多數(shù)解碼H.265已無CPU瓶頸,解碼720P、1080p已不在話下的,而網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布的手機端H.265解碼器還有很大的優(yōu)化空間。
協(xié)議不支持
當前各種直播平臺和云服務(wù)廠商普遍采用RTMP推流 +直播CDN ,播放采用RTMP,HTTP-FLV或者HLS這種端到端的完整解決方案,TS是支持H.265的,但是adobe官方的RTMP、flv協(xié)議并不支持h265的解析、封裝和解碼,后續(xù)好像也沒有計劃支持。
鑒于現(xiàn)有的直播RTMP服務(wù)已經(jīng)廣泛使用,而且非常穩(wěn)定,各大手機廠商也都推出了支持H.265硬件編解碼的機型,因此在移動端構(gòu)建一套H.265直播的端到端的解決方案基礎(chǔ)已經(jīng)成熟,而云計算的應(yīng)用讓云端H.265與H.264云端轉(zhuǎn)碼成為現(xiàn)實。
云帆加速充分考慮客戶現(xiàn)有設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的狀況和系統(tǒng)將來的擴展能力,通過技術(shù)優(yōu)化擴展flv的封裝格式,使其接納h265碼流,并在云端實現(xiàn)了H.265的轉(zhuǎn)碼后推出2中涵蓋全場景的H.265視頻傳輸播放方案。
1.端到端的H.265方案,即推流進行H.265編碼,并使用擴展的RTMP協(xié)議,上傳H.265直播流,云端轉(zhuǎn)成不同碼率的H.265和H.264,供不同解碼能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬的終端觀看。經(jīng)過測試,近2年新出的數(shù)十部Android手機均可通過硬編實現(xiàn)實時H.265編碼,iOS手機要依賴iOS11系統(tǒng)。
2. 推流使用H.264編碼,云端將H.264轉(zhuǎn)碼成不同碼率的H.264和H.265碼流,供不同解碼能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬的終端觀看。云端支持H.265截圖、H.265錄制flv、MP4,以供后續(xù)點播。
以上2種方案均會通過CDN 智能識別并響應(yīng)不同編碼格式的視頻資源,支持 H.265 視頻的Android、iOS、OTT客戶端可以訪問到 H.265 視頻,不支持 H.265 視頻的APP端、flash端可以訪問到H.264碼流播放。
對于H.265 解碼SDK,企業(yè)可采用網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布的開源H.265解碼器,也可以選用云帆H.265解碼SDK,我們對多項技術(shù)進行了優(yōu)化,可降低軟解過程對CPU的占用,減少手機發(fā)熱,以及避免出現(xiàn)畫面錯位、音視頻不同步等問題。
方案突破:
高清推流?在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,網(wǎng)絡(luò)視頻高清與流暢似乎是矛盾的存在,點播還可以下載或緩沖一段時間再看,而直播過程則采用多種方式降低碼率,犧牲質(zhì)量換流暢播放。受限于主播端網(wǎng)絡(luò),在編碼推流過程中就降低質(zhì)量,自然也降低了所有用戶的觀看體驗。云帆加速提供主播端推流加速SDK,支持高清視頻的實時無卡頓推流,從源頭上保障視頻的質(zhì)量。
實時多路轉(zhuǎn)碼?H.265編碼的算法復(fù)雜度相比H.264提高了數(shù)倍,實時編碼壓制難度較大。云帆加速推出H.265/H.264雙流轉(zhuǎn)碼平臺,典型應(yīng)用場景下,單臺硬件轉(zhuǎn)碼器支持最大126路并發(fā)轉(zhuǎn)碼輸出,例如支持同時輸出42路H.265 1080p/30fps + 42路H.265 720p/30fps + 42路H.265 480p/30fps,可降低約30%~50%分發(fā)帶寬。
方便快捷不復(fù)雜?由于現(xiàn)在市場上使用的設(shè)備是以支持H.264格式為主,現(xiàn)實情況不能馬上將所有設(shè)備升級替換掉,但為了發(fā)揮H.265的低碼流,高質(zhì)量的技術(shù)特點,可以在中途傳輸這過程采用H.265編碼標準,通過一個編、轉(zhuǎn)碼過程,將高質(zhì)量的視頻信號在低碼流情況下傳輸,同時還完整保留了高質(zhì)量畫面。在不影響現(xiàn)有H.264系統(tǒng)情況下,新老技術(shù)相互兼容,完整對接。
總結(jié):終端設(shè)備繁多,機型復(fù)雜,編解碼能力參差不齊,云帆加速H.265方案支持全場景覆蓋,與現(xiàn)有H.264相結(jié)合,對接方便快捷。隨著硬件、技術(shù)的升級,相信未來的五年甚至十年,H.265很可能將會成為主流。
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