来自 科技专栏 2020-01-25 17:04 的文章
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​YouTube 正设法让你更容易享受其 4K 播放服务

虽说 YouTube 现在支持播放 4K 画质视频,但问题是家用网速大多都受不了,导致观看几十秒的视频动轧要缓冲十几分钟。作为服务提供者的 YouTube,正打算改用 VP9 编码方式,藉此提高 4K 视频的可观度和画质。新解码方式将比标准的 H.264 使用少达一半频宽,也能根据使用者的网速而优先提高视频锐利度和快速移动的画面。

其实一开始让我写4K电视这篇内容我是拒绝的,因为我根本就是一个电视小白…

一、硬件解码软件解码

 硬件解码跟软件解码我们通常称为硬解跟软解,是通过移动设备观看视频时会碰到的一个概念。

 常见的硬件编解码方式有:

    1、Android平台提供的MediaCodec 

    2、iOS平台提供的Video ToolBox

    3、Intel提供的QuickSync 

对视频数据编解码一般有两种方式:

1、软件的方式。使用常规的x264、x265等软件编解码器对数据进行处理,优点是灵活,可以根据需要进行定制,缺点是速度比较慢

2、硬件的方式。使用硬件芯片厂商提供的API进行编解码,这些编解码器已经被集成到了硬件底层,优点是速度快,缺点是与平台相关,而且不够灵活。

首先来说下两者的区别:

硬件解码:硬件解码从字面意思很容易理解,就是通过硬件进行视频的解码工作,其中硬件解码是由GPU来进行的,使用GPU解码能够降低CPU的工作负荷,降低功耗。

软件解码:软件解码则是通过软件本身占用的CPU进行解码,所以会增加CPU工作负荷,提升功耗,

硬解及软解的优点跟缺点:

硬解优点:播放出来的视频较为流畅,并且能够延长移动设备播放视频的时间;

硬解缺点:所解码视频格式收到GPU影响,无法部分全部视频,画质也不够清晰。

软解优点:软解能够解码所有视频格式文件,且画质更加清晰;

软解缺点:由于软解加大CPU工作负荷,会占用过多的移动CPU资源,如果CPU能力不足,则软件也将受到影响。

因此,日后在 YouTube 播放的视频不单单是更快完成缓冲,更能因应网速而提供最好的播放画质。这让使用者的网路配置即使未能足够处理 4K 视频,但仍会得到比高清更好的视频画质。有关的新编码已经被 Chrome、Firefox 兼容,大多新设备如 Galaxy S6 也有原生解码。只是能否广泛普通就是未知数了,毕竟 H.265 才是业界推动的标准。

可是为了造福像我一样的小白,搞清楚自己花的钱是不是值得,于是发奋钻研,在晦涩术语中杀出一条血路,剥离4K电视的天生骄傲。今天就来跟大家分享我的心得。

二、H.263、H.264、H.265/HEVC

H.263可以2~4Mbps的传输速度实现标准清晰度广播级数字电视(符合CCIR601、CCIR656标准要求的720*576);而H.264由于算法优化,可以低于2Mbps的速度实现标清数字图像传送;H.265 High Profile 可实现低于1.5Mbps的传输带宽下,实现1080p全高清视频传输。

H.265/HEVC的编码架构大致上和H.264/AVC的架构相似,主要也包含,帧内预测(intra prediction)、帧间预测(inter prediction)、转换 (transform)、量化(quantization)、去区块滤波器(deblocking filter)、熵编码(entropy coding)等模块,但在HEVC编码架构中,整体被分为了三个基本单位,分别是:编码单位(coding unit,CU)、预测单位(predict unit,PU) 和转换单位(transform unit,TU )。

比起H.264/AVC,H.265/HEVC提供了更多不同的工具来降低码率,以编码单位来说,H.264中每个宏块(macroblock/MB)大小都是固定的16x16像素,而H.265的编码单位可以选择从最小的8x8到最大的64x64

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除了在编解码效率上的提升外,在对网络的适应性方面H.265也有显著提升,可很好运行在Internet等复杂网络条件下。

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图2

2012年8月,爱立信公司推出了首款H.265编解码器,而在仅仅六个月之后,国际电联(ITU)就正式批准通过了HEVC/H.265标准,标准全称为高效视频编码(High Efficiency Video Coding),相较于之前的H.264标准有了相当大的改善,中国华为公司拥有最多的核心专利,是该标准的主导者

H.265是ITU-T VCEG 继H.264之后所制定的新的视频编码标准。H.265标准围绕着现有的视频编码标准H.264,保留原来的某些技术,同时对一些相关的技术加以改进。新技术使用先进的技术用以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系,达到最优化设置。具体的研究内容包括:提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度等。H264由于算法优化,可以低于1Mbps的速度实现标清数字图像传送;H265则可以实现利用1~2Mbps的传输速度传送720P(分辨率1280*720)普通高清音视频传送

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