隨著視頻分辨率的日漸提高，市場對高清視頻的傳輸與交換方案也提出了更多要求。對這類高清視頻的傳輸與交換而言，帶寬是亟待突破的首個瓶頸。
傳輸諸如4K或超高清(UHD)之類的高清視頻需要非常大的網絡帶寬。4K視頻(2160p60)在全彩與無壓縮情況下傳輸需要占用12 Gbps帶寬，而全彩的1080p視頻即使在每秒60幀的情況下傳輸也只需要3 Gbps帶寬。由此可見，4K這一未來的專業視頻分辨率在分配傳輸方面還面臨著諸多障礙。
這些障礙之所以存在，其最大的原因是現行網絡標準幾乎無法匹配相應的帶寬需求，尤其當高清視頻的分配多于一個房間時。傳輸無壓縮 4K視頻對線纜要求極其嚴格，甚至可能需要用到光纖，這也就導致傳輸系統的安裝成本大大提高。更令人頭疼的是，現行的分配傳輸技術(千兆以太網、萬兆以太網、3G-SDI或HDBaseT)均無法達到2160p60分辨率下的全彩取樣要求。1 Gbps的千兆以太網(GbE)與2.97 Gbps的3G-SDI甚至無法支持全彩無壓縮的1080p60視頻的傳輸。
*下表中羅列了無壓縮普通高清與超高清視頻在不同分辨率、像素、幀率、色彩取樣率情況下傳輸所需要的帶寬，其中多數高清視頻所要求的帶寬均超過1 Gbps。
如需利用現有的分配和交換技術來傳輸高清視頻，應考慮對視頻做一定程度的壓縮處理。例如，采用JPEG2000 壓縮標準并進行合理設置，壓縮后視頻占用的帶寬將大大降低，不僅可在現有的標準線纜中傳輸，還可通過用戶現有的IP網絡進行切換。
提及專業應用領域的視頻壓縮，人們通常擔心的是想象中的延時(即原始信號與播放終端之間的時間差)以及劣質的畫面。而這些聯想多是由各大網絡流媒體網站所造成的。為了將視頻傳輸給各類網絡中成千上萬的用戶，流媒體網站多會采用MPEG2、MPEG4或 H.264格式視頻，網絡帶寬要求低，因此，也就要求其中的視頻經過高度壓縮。不過，在一個更受控制的專業環境下，通過對壓縮技術的精心挑選與應用，壓縮后的視頻亦可兼具高清晰度與低延時性。
要了解壓縮技術對延時與畫質的影響，首先應了解網絡音視頻的分配傳輸原理。當進行IP視頻傳輸時，首先必須對視頻進行“編碼”，將視頻信號轉為網絡可識別的數字信號。當信號傳輸至播放終端，再將信號“解碼”，即將網絡數字信號轉回視頻信號，最后通過電視或投影儀顯示。整個視頻傳輸過程涵蓋四個步驟，每個步驟都會對視頻終端延時造成影響。
用飛機航班來比喻視頻傳輸過程再貼切不過。第一步的編碼好比登機，即將目標視頻傳上網絡。第二步的傳輸將信號從源設備傳輸至終端設備，這就是飛機的整個航程。第三步的解碼就是下機，網絡信號將重新轉化為視頻信號。最后一步的播放就好似乘客提取行李離開機場。
這其中涉及到的播放速度是整個視頻傳輸分配過程中常常被忽略的環節。哪怕整個視頻傳輸過程極其給力，但只要顯示器無法進行快速的像素還原，都有可能造成視頻播放的延時。多數顯示器都設有“游戲”模式(不同廠商的叫法不一)，可以更快速地還原視頻畫面，并將延時最小化。
與真實的飛機航行不同，視頻的“航程”(傳輸速度)是整個傳輸過程中用時最短的環節，多數網絡音視頻技術下的傳輸延時比一幀畫面還要短。而編碼過程中的壓縮(以及解碼過程中的解壓縮)則是影響視頻質量與延時性的最關鍵因素。
JPEG2000(應用于AMX SVSI N2000系列)與基于行的小波壓縮(LBWC，應用于AMX SVSI N1000系列)可實現幀壓縮或幀內壓縮，不存在傳統多幀壓縮所帶來的附加延時。此外，JPEG2000支持區塊化(Tiling)技術，可將圖像分成若干區塊進行傳輸。利用JPEG2000 壓縮與區塊化技術，壓縮后視頻的延時可由全幀的 32-50 毫秒降低至 10-15 毫秒。
低延時高保真編解碼技術能以小于1 Gbps的網絡帶寬傳輸高品質視頻。當視頻達到現有帶寬要求，那么利用現有的企業IP網絡即可實現視頻的傳輸與交換，也就是說，用戶利用現有的網絡基礎設施即可傳輸專業級高品質視頻，這將大大降低整個系統的成本、簡化系統安裝程序、給予系統更好的擴展性。
SVSI 的4K視頻采用了JPEG2000 編解碼技術，無需1Gbps帶寬亦能輕松傳輸。將該編解碼技術與區塊化技術相結合，不僅給予了視頻高品質畫質，亦將延時減少至一幀以內。事實上，JPEG2000 所帶來的高品質視頻效果已令這一編解碼技術在各大電影工作室、電視網絡甚至美國國會圖書館得以廣泛應用。
將低帶寬傳輸技術與高品質編解碼技術融合，專業級高品質視頻也能以低成本的方式實現在校園內的分配傳輸。
|
