22 July 2019
In the first installment of 此系列博文分为两部分。在上篇中，我介绍了专业音视频中的编解码器三角以及带宽、延迟和质量这几个因素之间的复杂关系。此外，我还讲解了视频图像压缩及它对图片的负面影响。SDVoE™ 专业音视频解决方案以 Semtech 的 BlueRiver® 技术为基础，正在为矩阵切换技术带来革新，并支持在标准以太网基础架构上提供高达 4K60 的无压缩、低延迟的音视频内容。通过利用以太网技术，SDVoE 解决方案以独特的设计来对抗视频压缩的有害影响。在本文中，我将详细说明当今音视频领域常用的压缩编解码器，并深入探讨各自的利弊。
帧内编解码器（帧内压缩）
最简单的压缩形式称为“帧内”，意思是“一次一帧”。简单
来说，使用 JPEG 或 JPEG 2000 压缩算法将视频的一帧压缩为静止图像并发送。将其应用于图像序列就是 MJPEG 或 MJPEG 2000 压缩。这种编解码器的问题在于它没有针对任何特定内容进行优化，在 1Gbs 网络上很容易遇到麻烦。为提高质量并减少延迟，我们需要降低压缩率，这会消耗更多带宽。但对于使用此类压缩技术的 1Gb AV over IP 产品，即使是同类中最好的，它们的视频质量也存在明显的缺陷，并会产生数帧的明显延迟，同时每个流消耗数百兆比特。即使您可以忍受质量和延迟问题，但当需要融合视听和 IT 网络时，那数百兆比特的问题就无法回避了。
帧间编解码器
帧间编解码器可实现高压缩率。该技术将多个帧一起分析并一起压缩，其依据是前后连续的视频帧通常都是非常相似的，但代价是非常高的延迟（数百毫秒）。H.264 和 HEVC 就是帧间编解码器的典型例子。它们都使用极其复杂的数学算法来实现极高的压缩率及合理的质量。它们的优点在于视频传输的带宽足够低，可以通过无线链路传送到移动设备和互联网。尽管帧间编解码器的延迟和质量指标在某些应用场景下是可以接受的，但无法满足其他应用场景的更高性能要求。
像素管线编解码器
它使得在10G 以太网络上传输高清视频，能达到与传统矩阵切换技术相媲美的性能指标。这个“像素管线”正是SDVoE所使用的技术。“像素管线”在编码之前不需要拿到视频的整帧数据，而是只需要几行像素即可开始编码。“像素管线”这种编解码器不追求压缩的效率，但是由于零压缩或极少压缩，因此延迟最小、且画质出众。这种编解码器仅损失大约 30％ 的原始视频数据，而帧间或帧内编解码器会损失 90-99％。对于大多数内容，SDVoE 压缩实际上可被认为是数学无损的。
该妥协的是带宽，而不是体验
对于编解码器三角的三个制约条件 —— 延迟、质量和带宽，带宽是独立于其他两个因素的。随着8K HDR 显示器的逐步面世，人们对视频质量的要求只会越来越高。同时，人们对延迟的看法不会改变。延迟实际上就是耗费您的时间，而且在通过远程桌面或实时摄像头进行直接交互时，延迟这个指标至关重要。在这三者中，只有带宽越来越便宜、越来越充裕。
HEVC 在带宽受限的地方很有用。无线链路和互联网广播要求超低带宽，并且通常可以忍受高延迟：从 YouTube 接收视频流？没问题，可以等待 5 秒（延迟）！
MJPEG 和其他类似的 1G 编解码器没有太大用处。它们并没有做什么特别的优化，结果就是质量中等、延迟显著，而且仍然消耗大量的网络带宽，根本无法将音视频和 IT 融合到同一网络上。
If dedicated video network is required, why not just use the matrix switch?
这是因为另一方面，SDVoE 还可以在灵活的 IT 基础架构上实现媲美矩阵切换的性能。而且，由于预留了 1Gb 带宽可用于其它数据（如IT数据等）的传输，所以SDVoE使得在同一个系统架构上传输音视频和 IT数据成为可能。
So make sure you pick the right trade-off. Of the three constraints, only bandwidth is getting cheaper. Sacrifice bandwidth and not the experience!
BlueRiver 是 Semtech Corporation 或其附属公司的注册商标，SDVoE 是 SDVoE Alliance 的商标或服务标志。
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