視頻編解碼技術分析 視頻編解碼技術行業(yè)發(fā)展方向

• 黃文玉 2023年4月7日 來源：互聯(lián)網 263 9
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從信息論的觀點來看，描述信源的數據是信息和數據冗余之和，即：數據=信息+數據冗余。數據冗余有許多種，如空間冗余、時間冗余、視覺冗余、統(tǒng)計冗余等。將圖像作為一個信源，視頻壓縮編碼的實質是減少圖像中的冗余。

視頻編解碼技術的概念

視頻編解碼的主要目的是實現視頻壓縮效率，所以標準只規(guī)定碼流結果也意味著廠商可以自主設計編碼器，只要其編碼的碼流符合標準，但不同廠商開發(fā)的編碼器壓縮效率和碼流播放質量等關鍵指標成為廠商競爭的關鍵。解碼器可以不采用標準所規(guī)定方法，而采用等價方法來正確、有效地解析出碼流。

從信息論的觀點來看，描述信源的數據是信息和數據冗余之和，即：數據=信息+數據冗余。數據冗余有許多種，如空間冗余、時間冗余、視覺冗余、統(tǒng)計冗余等。將圖像作為一個信源，視頻壓縮編碼的實質是減少圖像中的冗余。

視頻編碼標準更新?lián)Q代的技術驅動力是編碼效率的提升：H.265/HEVC比H.264/AVC提升了一倍，H.266/VVC比H.265/HEVC提升了一倍。一種簡單的理解是：觀看同樣質量的(例如HD)視頻，新一代標準比其前一代標準節(jié)省50%的編碼碼率;這樣等價于在相同的可用帶寬下提供相同質量的(例如HD)視頻，使用新一代標準可以比使用其前一代標準服務的用戶數翻倍。

我國視頻編解碼行業(yè)運行現狀分析

視頻編碼標準更新?lián)Q代的產業(yè)驅動力是消費者對視頻體驗的追求，或者說是服務提供商對視頻內容升級換代的需求。從H.264/AVC、H.265/HEVC、H.266/VVC，在單路視頻所使用的傳輸帶寬基本不變的情況下，所能夠提供的視頻業(yè)務從SD發(fā)展到HD、UHD，從普通平面視頻到三維、立體、沉浸式視頻，從普通的標準動態(tài)范圍視頻發(fā)展到高動態(tài)范圍、寬色域視頻，從普通幀率的視頻發(fā)展到高幀率視頻。

近十年來是視頻產業(yè)發(fā)展的黃金期，和視頻相關的應用，逐漸成為我們工作和生活不可或缺的組成部分。根據工信部在《超高清視頻產業(yè)發(fā)展行動規(guī)劃(2019-2022年)》中明確指出，2022年中國超高清視頻產業(yè)總體規(guī)模將超過4萬億元，國內視頻服務生態(tài)將全面進入超高清時代。

視頻編解碼作為視頻產業(yè)上游基礎環(huán)節(jié)，隨著IPTV、互聯(lián)網視頻等行業(yè)向高清化發(fā)展，對視頻編解碼需求持續(xù)攀升。AVS2已成為我國4K超高清制定的編碼標準，隨著5G大規(guī)模的商用，超清化視頻將逐漸落地，帶動視頻編解碼行業(yè)發(fā)展，2020年視頻編解碼行業(yè)的市場規(guī)模達到86億元，同比增長34%。

我國視頻編解碼技術發(fā)展情況

超高清視頻網絡傳輸有兩個重要環(huán)節(jié)，有線電視傳輸和互聯(lián)網傳輸。有線電視傳輸設備包括干線放大器、干線橋接器、分配器、分支器以及傳輸介質(電纜、光纜)等。目前國內外的傳輸設備基本能夠滿足4K/8K視頻傳輸的速率要求，但國外可支持4K/8K超高清頻道設備較多，國內正在加強國產設備的研制。目前國內寬帶普及率穩(wěn)步提升，光纖滲透率也在不斷提高，隨著4K/8K視頻內容的逐漸豐富，未來對國產有線傳輸設備的需求也將繼續(xù)增強，國產化率也會再度提高。

互聯(lián)網傳輸設備包括路由器、交換機、無源光網絡設備(PON)、光傳送網交換設備(OTN)、移動通信基站等。固網傳輸方面，華為、中興等企業(yè)能提供400Gbps傳輸速率的核心路由器和OTN設備，和10Gbps的傳輸速率的PON設備。無線傳輸方面，5G標準能支持100~1000Mbps的傳輸速率，隨著5G加速大規(guī)模商用，未來超高清視頻對無線傳輸的高速率需求將得到解決。

我國視頻編解碼研發(fā)情況分析

2018年8月底，由于AVS2性能優(yōu)異，且擁有自主知識產權，因此AVS2視頻標準成為廣電總局印發(fā)的《4K超高清電視技術應用實施指南(2018版)》采用的唯一視頻編碼標準。后來央視總臺開通4K超高清頻道，使AVS2的應用迎來了里程碑時刻。

和傳統(tǒng)的MPEG-x和H.26x系列標準相比，AVS標準結構更間接，效率更高，收費也更低。2018年9月，AVS專利池管理委員會決定，對符合條件的AVS2軟件應用免收專利許可費，并對每臺AVS2編解碼設備收費1元人民幣，不對運營商和內容商收費。因此，AVS2能夠以更低的成本支撐國內音視頻產業(yè)的高速發(fā)展，并支持相關企業(yè)在國際市場上有更多話語權。

視頻編解碼技術行業(yè)未來發(fā)展方向

視頻編碼技術，也就是通常所說的壓縮方式，是視頻編解碼器的技術核心，也是我們選擇網絡視頻編解碼設備的首要篩選。視頻編解碼技術是視頻監(jiān)控的實現基礎和關鍵技術，視頻監(jiān)控在不斷發(fā)展的同時，對視頻編解碼技術的需求也在不斷提高。作為主要應用領域之一，監(jiān)控行業(yè)已經走在編解碼技術發(fā)展的前沿。安防行業(yè)的智能化已是發(fā)展的必然趨勢，那么，如何將視頻監(jiān)控智能化與視頻壓縮編解碼結合起來，也將是未來視頻編解碼發(fā)展的重要方向。

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  2022-2027年視頻編解碼技術發(fā)展研究及趨勢預測報告

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