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苹果宣布支持H265标准 普及应用难题如何破解

时间: 2017-06-08 13:20:39

近日,苹果在WWDC(Worldwide Developers Conference,苹果全球开发者大会)上透露iOS11的相机视频将支持H.265标准,全新的Mac OS操作系统High Sierra也加入了H.265格式视频标准,支持H.265视频解码硬件加速以及各种编码器,视频压缩能力提升了40%。

如今距离2013年H.265标准的推出已有四个年头,但因硬件、技术等原因使得H.265的普及应用充满挑战,此时由苹果产品的加持,H.265能否风靡,给视频行业带来革命性影响?

关于H.265技术标准H.265沿用了H.264的混合视频编码框架,但又有新的技术特点,其核心编码模块包括:帧内/帧间预测、变换及量化、去块滤波器、熵编码等。针对超高清视频的编码及并行处理,H.265定义了灵活的块结构,同时对各个编码模块进行了优化和改进,又增加了新的编码模块(如SAO),使得压缩效率得到显著提高。

相对于H.264,H.265具有以下优势: 同等画质和码率下,H.265比H.264占用的存储空间理论上要节省50%; 若存储空间一样大,那么意味着,在一样的码率下H.265会比H2.64画质要更高一些,理论上提升30%~50%;H.264可以在低于2Mbps的速度实现标清数字图像传送,而H.265/HEVC可以在低于1.5Mbps的传输带宽下,实现1080p全高清视频传输; 鉴于H.265编码的极大优势,使得它在网络适应性方面有着不可逾越的优点,让它在低带宽网络环境下也能传输更高质量的视频。这也意味着在现有网络环境下,在线视频观看将更加流畅,企业也将付出更少的带宽成本,H.265的好处是显而易见,理论上讲,这项新技术的无疑会带来一次全新的多媒体变革。然而,H.265自诞生以来的处境却一直是叫好不叫座。

H.265应用难度高

  • 实时编码难度大

在视频采集后,在保证视觉效果的同时需要减少视频数据量,以便数据传输和存储,编码压缩尤为重要。H.264经过多年的积淀,算法和芯片的搭配方案早已成熟。而H.265编码复杂度较之H.264呈几何增长,编码耗时也更长,现有的绝大多数终端仍难以支持实时编码。这也是目前H.265几乎没有在直播领域应用的原因,而多在点播领域。

  • 编码器使用难度大

H.265只是规定了一个可用技术的范围,编码时很多特性可以用,也可以不用。所以H.265编码器的使用难度大概是H.264的2-3倍不止。如果直接设置码率不使用任何高级命令参数调节,很可能得到的效果反而比H.264更差(默认参数设置仅针对低码率环境,用于中高码率环境副作用太大)。这么看来,H.265是把好刀,但很不亲民啊,只有具备技术和资源优势的大厂才能扛得动。

  • 解码难度大

H.265带来了远高于H.264的压缩效率,也带来了高于H.264数倍的解码难度,算法复杂度相比H.264提高了2-10倍,复杂的运算对处理器提出了挑战。不过2015年后出的手机大多数解码H.265已无CPU瓶颈,解码780P、1080p已不在话下的,而目前而言,市面大多数播放器都没有专门针对 H.265 进行兼容。

目前很多CDN厂商在宣传中表示支持H.265,但很少有完整的解决方案。有厂商提出的H.265直播传输方案:H.265编码直播-->H.265解码观看,为了降低编码耗时,降低了视频的质量,并未体现H.265的高画质低带宽的特点,可以说重蹈了目前H.264标准下为降低码率而牺牲质量的覆辙。

苹果宣布iOS11支持H.265,并会把这项能力开放给所有开发者,但是对于那些面向所有普通用户的视频平台来说,只有iOS支持 H.265 是不够的,普及应用依然是难题.

这么多应用难题如何解决-云帆加速H.265方案

云帆加速充分考虑客户现有设备网络的状况和系统将来的扩展能力,国内首家推出H.265与现有H.264相结合的视频直播编解码、传输加速解决方案:即H.264编码推流-->云端转H.265-->传输H.265码流-->终端解H.265播放。

具体流程如下:

A.在推流端依然采用H.264+aac的视音频编码方案,推送高清H.264直播视频流,为解决弱网环境下高清码率流畅传输可以选用主播端推流加速SDK;

B.云转码,在云帆加速直播云服务端进行H.264到H.265的实时转码,同时输出H.264,和H.265直播流,支持H.265截图、H.265录制flv、MP4,以供后续点播。

C.H.264\H.265解码播放,H.264,H.265不同编码格式的视频流,经云帆加速CDN分发至终端,CDN 智能识别终端并响应不同副本的视频。对于H.265 解码SDK,企业可采用网络上发布的开源H.265解码器,也可以选用云帆H.265解码SDK,其对多项技术进行了优化,可降低软解过程对CPU的占用,减少手机发热,以及避免出现画面错位、音视频不同步等问题。

该方案的一些技术突破:

高清推流在现有网络环境下,网络视频高清与流畅似乎是矛盾的存在,常常牺牲质量换流畅播放。受限于主播端网络,在编码推流过程中就降低质量,自然也降低了所有用户的观看体验。云帆加速提供主播端推流加速SDK,支持高清视频的实时无卡顿推流,从源头上保障视频的质量。

云端实时转码将H.264视频实时压制为H.265难度较大,直播过程中会对服务器端造成巨大压力,这或许是其他厂商未采用该方案的原因。云帆加速经过优化实现较大突破,支持单一台服务器转100-128路H.265直播流,相比H.264压缩率30%-50%,降低近一般带宽。

方便快捷不复杂由于现在市场上使用的设备是以支持H.264编码为主,但为了发挥H.265的低码流,高质量的技术特点,云帆加速在中途传输这过程采用H.265编码标准,通过一个编、转码过程,将高质量的视频信号在低码流情况下传输,同时还完整保留了高质量画面,在不影响现有H.264系统情况下,新老技术相互兼容,完整对接。企业使用云帆加速CDN即实现H.265传输直播,方便快捷。

H.265 前景展望

目前H.264实时软编已非常成熟,H.265实时解码并没有CPU瓶颈,而H.265无法实时高质量编码,目前采用云帆加速H.265和H.264相结合的方案对视频企业来说方便快捷。

随着苹果等巨头的加持、音视频公司的推动、CDN厂商的支持以及硬件技术的升级,相信未来的五年甚至十年,H.265很可能将会成为主流,4K、8K以及VR等也将得以普及。

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