導語:當技術專家滔滔不絕的講述著他們的領域日常時,我們總覺得技術離我們太遙遠,但是在互聯網時代,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..



而那時的畫質放到現在來看,簡直就是災難,已經不能滿足現在眼睛越來越毒辣的觀眾們了。技術進步的福利就是讓我們看到更清晰的世界。
現在移動互聯網興起,人們用手機就可以隨時隨地觀看視頻,內容豐富,選擇也多,對視頻質量的要求也就越來越高,高清、4K等已經成為當前視頻業務的主流發展方向。視頻清晰度的提升帶來了數據量的大幅增長,然而現有的編碼標準的數據壓縮能力卻難以同步增長,高清、超高清視頻業務給廣電和互聯網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運而生。H.265旨在有限的帶寬環境下傳輸更高質量的視頻,即只需原先約一半的帶寬,可播放相同質量的視頻。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,但又有新的技術特點,其核心編碼模塊包括:【幀內/幀間預測、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定義了靈活的塊結構,同時對各個編碼模塊進行了優化和改進,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具有以下優勢:
1.同等畫質和碼率下,H.265比H.264占用的存儲空間理論上要節省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的速度實現標清數字圖像傳送,而H.265/HEVC可以在低于1.5Mbps的傳輸帶寬下,實現1080p全高清視頻傳輸.
鑒于H.265編碼的極大優勢,使得它在網絡適應性方面有著不可逾越的優點,讓它在低帶寬網絡環境下也能傳輸更高質量的視頻。這也意味著在現有網絡環境下,在線視頻觀看將更加流暢,企業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只是規定了一個可用技術的范圍,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。據了解,目前2.1才做到10bit下對H.264 中高質量的20-30%的體積壓縮,而且還是建立在對于所有命令參數全部理解且大量實驗的基礎上,如果直接設置碼率不使用任何高級命令參數調節,很可能得到的效果反而比H.264更差(默認參數設置僅針對低碼率環境,用于中高碼率環境副作用太大)。這么看來,H.265是把好刀,但很不親民,只有具備技術和資源優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數倍的解碼難度,算法復雜度相比H.264提高了2-10倍,運算量飆升到400-500GOPS,復雜的運算對處理器提出了嚴峻的挑戰。不過15年后出的手機大多數解碼H.265已無CPU瓶頸,解碼720P、1080p已不在話下的,而網絡上發布的手機端H.265解碼器還有很大的優化空間。
協議不支持
當前各種直播平臺和云服務廠商普遍采用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協議并不支持h265的解析、封裝和解碼,后續好像也沒有計劃支持。
鑒于現有的直播RTMP服務已經廣泛使用,而且非常穩定,各大手機廠商也都推出了支持H.265硬件編解碼的機型,因此在移動端構建一套H.265直播的端到端的解決方案基礎已經成熟,而云計算的應用讓云端H.265與H.264云端轉碼成為現實。

云帆加速充分考慮客戶現有設備網絡的狀況和系統將來的擴展能力,通過技術優化擴展flv的封裝格式,使其接納h265碼流,并在云端實現了H.265的轉碼后推出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協議,上傳H.265直播流,云端轉成不同碼率的H.265和H.264,供不同解碼能力和網絡帶寬的終端觀看。經過測試,近2年新出的數十部Android手機均可通過硬編實現實時H.265編碼,iOS手機要依賴iOS11系統。
2. 推流使用H.264編碼,云端將H.264轉碼成不同碼率的H.264和H.265碼流,供不同解碼能力和網絡帶寬的終端觀看。云端支持H.265截圖、H.265錄制flv、MP4,以供后續點播。
以上2種方案均會通過CDN 智能識別并響應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,企業可采用網絡上發布的開源H.265解碼器,也可以選用云帆H.265解碼SDK,我們對多項技術進行了優化,可降低軟解過程對CPU的占用,減少手機發熱,以及避免出現畫面錯位、音視頻不同步等問題。
方案突破:
高清推流?在現有網絡環境下,網絡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,犧牲質量換流暢播放。受限于主播端網絡,在編碼推流過程中就降低質量,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量。
實時多路轉碼?H.265編碼的算法復雜度相比H.264提高了數倍,實時編碼壓制難度較大。云帆加速推出H.265/H.264雙流轉碼平臺,典型應用場景下,單臺硬件轉碼器支持最大126路并發轉碼輸出,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%分發帶寬。
方便快捷不復雜?由于現在市場上使用的設備是以支持H.264格式為主,現實情況不能馬上將所有設備升級替換掉,但為了發揮H.265的低碼流,高質量的技術特點,可以在中途傳輸這過程采用H.265編碼標準,通過一個編、轉碼過程,將高質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量畫面。在不影響現有H.264系統情況下,新老技術相互兼容,完整對接。
總結:終端設備繁多,機型復雜,編解碼能力參差不齊,云帆加速H.265方案支持全場景覆蓋,與現有H.264相結合,對接方便快捷。隨著硬件、技術的升級,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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