模拟视频和声音信号经过捕获设备转换成数字形式后,其数据量是非常惊人的,必须采用压缩。所以,实现数字视频和声音传输的一般做法是:在源端先将数字视频和声音信息进行压缩,然后经由有服务质量保证的网络传输压缩码流到目的地,再在目的地将之进行解压后显示或回放出来。
现在的两大主流压缩格式阵营分别为MPEG和H.系列。MPEG(Moving Picture Experts Group)运动图像专家组,隶属于ISO/IEC的一个专家工作组,主要负责为数字音视频编码算法开发和制定标准。MPEG-4于1998年11月公布,是针对一定比特率下的视频、音频编码,更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG-4传输速率在4800-6400bps之间,分辨率为176×144,可以利用很窄的带宽通过帧重建技术压缩和传输数据,从而能以最少的数据获得最佳的图像质量。H.系列则是由国际电联(ITU-T)制订的,H.264标准使运动图像压缩技术上升到了一个更高的阶段,能够在较低带宽上提供高质量的图像传输,在同等的图像质量条件下,H.264的数据压缩比能比H.263高2倍,比MPEG-4高1.5倍。H.264获得优越性能的代价是计算复杂度的大幅增加,例如分层设计、多帧参论、多模式运动估计、改进的帧内预测等,这些都显著提高了预测精度,从而获得比其他标准好得多的压缩性能,但也因此对硬件处理能力和软件的架构提出了严苛的要求。在目前的视频服务器领域,尚无法真正意义上实现H.264标准,所以,用于服务器的主流压缩格式还是MPEG4。
双码流 解决带宽瓶颈的利刃
MPEG码流完全依靠编码器对MPEG语法和语义的准确使用来处理素材,编码端正确设置固定标志比特位、同步类型、数据包起始码等,并按照一定格式进行编码,所获得的数据码流通过网络传输至客户端。客户端按照固定格式解释MPEG码流,获得所传递的原始数据,此谓之解码。一套完整的传输系统必须同时包括编码解码两部分。
双码流,顾名思义,在视频服务器中同时并存两种码流。双码流是通过在编码端采用两种格式进行分别编码来实现的,对包括芯片在内的硬件系统和软件操作系统提出了非常高的要求。目前的解决方法有两种,一种是采用更高主频的芯片来进行编码压缩处理,通常至少要达到500M,这样做的好处是成本相应稍低;另一种则是采用两片芯片,一片芯片做一种码流,这样做的优势则在于稳定性比较高。
传统意义上的双码流采用一种码流用于网络传输,一种码流用于高品质实时存储,同时兼顾本地存储和远程网络传输。深圳朗驰欣创科技有限公司创造性地将双码流技术拓宽应用,实现任意码流格式选择编码,即在编码时不再指定码流,可实时选定码流进行MPEG4高压缩比编码,不仅实现了双码流传输、存储,还涵括了任意选择码流实时压缩、并存。这种双码流的提出具有非常现实的意义,它在现有网络瓶颈下兼顾了图象质量和传输质量。深圳朗驰目前推出了LC8000E系列,效果非常好,在基础网络设施有限的情况下,可以轻松实现本地高清图象存储及低码流网络传输并行不悖。