“平板電腦如今已經(jīng)成為‘智能’便攜電視機(jī)。無(wú)論畫面尺寸多大,能為用戶提供影像內(nèi)容的設(shè)備都可以稱之為電視機(jī)”。
利用LTE的傳輸頻帶發(fā)送HEVC視頻
照片是NTT DoCoMo開發(fā)的HEVC軟件解碼處理技術(shù)的演示。播放了設(shè)想利用LTE的傳輸頻帶、以10Mbit/秒的編碼速度壓縮的4K影像。
美國(guó)電視機(jī)大型廠商VIZIO公司的首席執(zhí)行官王蔚(William Wang)這樣說(shuō)道。他指出,對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō),“電視機(jī)”的定義正在發(fā)生著巨大變化。平板電視的價(jià)格在迅速下滑。長(zhǎng)久以來(lái)一直是家用影像設(shè)備中心的“電視接收機(jī)”將把其“主角”地位讓給平板電腦和智能手機(jī)等移動(dòng)終端。
目前,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)行業(yè)把首先從移動(dòng)而非個(gè)人電腦開始開發(fā)的情況稱為“移動(dòng)優(yōu)先”(Mobile First)。移動(dòng)優(yōu)先的舉措還涉及以電視為頂點(diǎn)的影像技術(shù)的開發(fā)。具有代表性的視頻壓縮技術(shù)就是“HEVC”。
支撐未來(lái)10年的核心技術(shù)
HEVC為“High Efficiency Video Coding”的縮寫,是目前主流視頻壓縮技術(shù)“H.264/MEPG-4 AVC”的下一代國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。2013年1月確立了用“H.265”作為ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)的標(biāo)準(zhǔn)名稱。在ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu))和IEC(國(guó)際電工委員會(huì))則被稱為“ISO/IEC 23008-2”。
主導(dǎo)制定HEVC規(guī)格的是視頻壓縮技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體“MPEG(Moving Picture Experts Group)”和“VCEG(Video Coding Experts Group)”的共同團(tuán)隊(duì)。自1990年代中期“MPEG-2”實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化以來(lái),視頻壓縮技術(shù)的新標(biāo)準(zhǔn)一直以10年更新一次的速度亮相。2013年恰逢H.264標(biāo)準(zhǔn)化大約10年。就這一意義而言,可以說(shuō)HEVC是支撐未來(lái)10年的影像相關(guān)產(chǎn)品和影像服務(wù)的核心技術(shù)。
開始提出硬件編碼器方案
照片是NTT試制的HEVC硬件編碼器。利用FPGA實(shí)現(xiàn)。
NTT DoCoMo開始提供授權(quán)
HEVC的特點(diǎn)是,視頻數(shù)據(jù)的壓縮率提高至H.264的約2倍。也就是說(shuō),以約一半的編碼速度即可實(shí)現(xiàn)與H.264相同的畫質(zhì)。例如,此前以2Mbit/秒的編碼速度發(fā)送的視頻內(nèi)容,在相同的畫質(zhì)下約1Mbit/秒的速度就足夠了。
這一特點(diǎn)適合采用通信頻帶受限的移動(dòng)通信來(lái)發(fā)送視頻的服務(wù)。這是HEVC在移動(dòng)相關(guān)行業(yè)備受關(guān)注的主要原因。對(duì)于正面臨智能手機(jī)普及導(dǎo)致的通信頻帶緊迫這一課題的通信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),HEVC是有望減輕通信網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的新技術(shù)。
NTT DoCoMo從2013年3月開始授權(quán)提供支持HEVC的視頻解碼軟件。移動(dòng)終端正在不斷推進(jìn)顯示畫面的全高清(1920×1080像素)化。NTT DoCoMo打算將HEVC作為面向移動(dòng)終端的全高清影像服務(wù)的王牌。該公司的解碼軟件為減少播放全高清影像時(shí)的延遲和丟幀情況做了改進(jìn)。
HEVC的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)有很多手機(jī)相關(guān)企業(yè)參與?,F(xiàn)在眾多企業(yè)正在開發(fā)支持HEVC的技術(shù),2013年肯定會(huì)出現(xiàn)大量相應(yīng)技術(shù)的提案。
在移動(dòng)領(lǐng)域備受關(guān)注的理由是什么?
移動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域比電視領(lǐng)域更關(guān)注HEVC的理由有兩個(gè)。
一是面向移動(dòng)終端的視頻發(fā)送服務(wù)的開發(fā)活躍。不只是專用服務(wù),利用有線電視(CATV)和FTTH(Fiber To The Home)的電視影像服務(wù)企業(yè)也積極致力于移動(dòng)終端視頻發(fā)送服務(wù)的開發(fā),欲將其作為新的發(fā)展方向。美國(guó)CATV運(yùn)營(yíng)商大力推進(jìn)的“TV Everywhere”(無(wú)處不電視)移動(dòng)終端服務(wù)就是其中的代表。
HEVC的一大特點(diǎn)是,采用了與移動(dòng)終端和個(gè)人電腦用微處理器及圖像處理用GPU正在推進(jìn)的多核化相稱的技術(shù)。比如,在視頻壓縮的過(guò)濾處理等技術(shù)中采用了面向多核并行處理的技術(shù)。
另一個(gè)理由是,通過(guò)廣電系統(tǒng)、尤其是地面微波數(shù)字系統(tǒng)向大屏幕電視機(jī)發(fā)送影像內(nèi)容時(shí)的視頻壓縮技術(shù)在今后數(shù)年可能不會(huì)發(fā)生太大變化?,F(xiàn)在,發(fā)達(dá)國(guó)家的地面微波數(shù)字電視系統(tǒng)的主流編碼格式是“MPEG-2”。今后將全面向微波數(shù)字電視過(guò)渡的新興市場(chǎng)國(guó)家也大多采用“H.264”。從目前的廣電基礎(chǔ)設(shè)施置換成本來(lái)考慮,HEVC很難在地面微波數(shù)字電視領(lǐng)域迅速擴(kuò)大。因此,視頻壓縮技術(shù)的進(jìn)步由移動(dòng)終端和移動(dòng)服務(wù)引領(lǐng),這種構(gòu)圖短時(shí)間內(nèi)仍會(huì)持續(xù)。
全高清以上的高精細(xì)影像開發(fā)日益活躍
當(dāng)然,這并不是說(shuō)面向大屏幕電視機(jī)的影像服務(wù)不會(huì)采用HEVC。該領(lǐng)域備受期待的應(yīng)用領(lǐng)域是全高清以上的高精細(xì)視頻。
例如,具備全高清4倍分辨率的4K×2K(3840×2160像素)影像服務(wù)。為了在廣電系統(tǒng)以及面向智能電視的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)中利用 HEVC,目前正在推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的開發(fā)。通過(guò)實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于H.264兩倍的壓縮率,通過(guò)廣電系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)視頻平臺(tái)提供4K影像的服務(wù)有望成為現(xiàn)實(shí)。
LG電子與韓國(guó)公共電視臺(tái)KBS共同實(shí)施了利用微波數(shù)字電視系統(tǒng)發(fā)送4K影像的試驗(yàn),采用歐洲的微波數(shù)字電視規(guī)格“DVB-T2”,播放利用HEVC以35Mbit/秒的編碼速度壓縮的影像。
在日本,日本放送協(xié)會(huì)(NHK)面向擁有4K影像4倍分辨率的“超高清(SHV)”,正在開發(fā)支持HEVC的編解碼技術(shù)。SHV是分辨率為 8K×4K(7680×4320)像素的視頻。2013年2月NHK宣布,開發(fā)出了利用CATV網(wǎng)絡(luò)傳輸利用H.264標(biāo)準(zhǔn)壓縮的SHV視頻的技術(shù)。如果能采用HEVC標(biāo)準(zhǔn)的話,有望進(jìn)一步提高傳輸效率。
播放終端的量產(chǎn)效果可降低成本
支持4K視頻顯示的大屏幕電視產(chǎn)品已接連投產(chǎn)。今后,如果能降低使用HEVC軟件和硬件技術(shù)的成本,以大屏幕電視為首的家用影像產(chǎn)品也極有可能全面配備HEVC技術(shù)。
目前,在不斷普及的移動(dòng)領(lǐng)域擴(kuò)大HEVC應(yīng)用的動(dòng)向很多。這是因?yàn)?,播放終端的市場(chǎng)規(guī)模非常大,因此攝影使用的攝像機(jī)、影像編輯設(shè)備以及發(fā)送服務(wù)等采用的HEVC技術(shù)有望迅速降價(jià)。
據(jù)參與標(biāo)準(zhǔn)化制定的技術(shù)人員介紹,HEVC的編解碼處理雖比H.264要復(fù)雜,但“處理負(fù)荷只是稍微加重”。因此HEVC將比H.264等現(xiàn)行規(guī)格面世時(shí)更快速普及。這將促成通過(guò)微波電視、CATV、衛(wèi)星電視和寬帶為家庭發(fā)送全高清以上的高精細(xì)視頻熱潮的出現(xiàn)。
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