淺壓縮、深壓縮、雙引擎、計算機屏幕編碼……何去何從？

　　專(zhuān)業(yè)視聽(tīng)領(lǐng)域尤其顯示控制和坐席控制領(lǐng)域，最近幾年最激動(dòng)人心的技術(shù)，莫過(guò)于分布式了。

　　分布式從推出之日就備受關(guān)注：擔心穩定性的，質(zhì)疑同步性能的，懷疑畫(huà)面質(zhì)量的……

　　誠然，我們在此前見(jiàn)多了帶著(zhù)馬賽克的模糊不清的監控畫(huà)面，遇到過(guò)電腦上網(wǎng)刷個(gè)網(wǎng)頁(yè)幾秒鐘不出來(lái)的事情。

　　這么不靠譜的網(wǎng)絡(luò )上能擔當起專(zhuān)業(yè)音視頻所需要的高畫(huà)質(zhì)、高度同步和低延時(shí)?

　　但是分布式音視頻帶給人們的體驗確實(shí)是革命性的，因此吸引了眾多的行業(yè)精英傾其所能的投入研發(fā)。

　　路雖遠行則將至，事雖難做則必成。

　　至今，無(wú)論過(guò)去對分布式持何種看法的主流視聽(tīng)領(lǐng)域的公司都在投入研發(fā)，并且提出了各自的解決方案。

　　因每個(gè)公司看問(wèn)題的角度，解決問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)不同，提出了不同的解決方案，淺壓縮、深壓縮、雙引擎、計算機屏幕編碼……眼花繚亂。

　　這些分布式方案都對音視頻進(jìn)行IP化，但IP化必然會(huì )對視頻壓縮，畢竟視頻的帶寬比網(wǎng)絡(luò )的帶寬大太多了。

　　壓縮就面臨畫(huà)質(zhì)和碼率問(wèn)題。

　　分布式產(chǎn)品最基本的是解決顯示問(wèn)題，如果圖像不好，再豐富的功能也是舍本逐末;如果碼率過(guò)大，IP化不“徹底”，不能獲得IP化的紅利。

　　因此可以說(shuō)，圖像壓縮和還原技術(shù)好壞，是評判一家公司技術(shù)水平的關(guān)鍵，也是評判一款產(chǎn)品優(yōu)劣的核心要素。

　　那么何謂淺壓縮、深壓縮、雙引擎、計算機屏幕編碼?各自有什么優(yōu)劣?這應該是系統建設方、使用方、設計方最關(guān)心的問(wèn)題了。

　　首先我們以一個(gè)表格來(lái)列舉下各種方式的對比，然后再逐一盡量詳細客觀(guān)的列出其優(yōu)缺點(diǎn)，以便讀者在設計和建設音視頻系統時(shí)參考。

　　計算機屏幕編碼： 只用低碼率、高壓縮比編碼方式(一般H.264/265)，實(shí)現達到計算機屏幕級別(表現為顏色突然跳變，如黑底紅字，黑底藍字，紅底黑字，紅底藍字等)畫(huà)質(zhì)要求的編碼技術(shù)。高通、微軟、華為都具備這方面的發(fā)明專(zhuān)利，國內分布式領(lǐng)域也有公司具有這方面的發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)。系統不論大小均可勝任，缺點(diǎn)是成本較高。

　　優(yōu)點(diǎn)之一： 畫(huà)質(zhì)好，即便嚴苛的計算機測試畫(huà)面，也和原圖幾乎沒(méi)有差異(如上圖);

　　優(yōu)點(diǎn)之二： 是帶寬低。其采用的編碼方式還是HEVC(H.265)或者H.264，因此碼率1路1080P@60一般就在10-20Mbps水平，對一般的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)非常輕松，甚至可以用現有的計算機網(wǎng)絡(luò )(甚至因特網(wǎng))承載而不影響業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò );

　　優(yōu)點(diǎn)之三： 和安防、視頻圖像網(wǎng)、AI等無(wú)縫銜接(因為都是H.264/265)，分布式的優(yōu)勢體現得更大(如無(wú)需任何解碼器直接取安防平臺流上顯示墻，直接取流進(jìn)行人、車(chē)以及人臉識別等)。

　　缺點(diǎn)： 技術(shù)難度大，用以實(shí)現的芯片組價(jià)格昂貴，往往還需要配合FPGA或者DSP之類(lèi)，設備成本高，價(jià)格往往比較高;

　　淺度壓縮： 視聽(tīng)行業(yè)中一類(lèi)高碼率視頻壓縮算法的總稱(chēng)，這類(lèi)算法因壓縮程度相對較低，算法復雜度也較低，故稱(chēng)為淺度壓縮。如MJPG，JPEG2000，VC-2等。器件要求不高，因而成本比較低。但因為碼率高，所以較多用于本地會(huì )議級的小規模場(chǎng)景應用。

　　優(yōu)點(diǎn)之一： 相對降采樣為4:2:0后的深度壓縮畫(huà)質(zhì)好，尤其計算機畫(huà)面，基本能做到視覺(jué)無(wú)損;

　　優(yōu)點(diǎn)之二： 一般來(lái)說(shuō)淺度壓縮用幀內編碼，編碼延時(shí)比較小;但是因為碼率大，往往消除網(wǎng)絡(luò )抖動(dòng)的時(shí)間余量都留得比較大;綜合后延時(shí)有的產(chǎn)品和深壓縮相當，有的略?xún)?yōu)。

　　優(yōu)點(diǎn)之三： 器件要求不高，成本低，容易實(shí)現。

　　缺點(diǎn)之一： 碼率太大，一般1路1080P@60就達到300-900Mbps，1路4KP@60最大可能達到4000Mbps，遠超1路千兆網(wǎng)的承載水平，和5G等結合就更沒(méi)可能了。

　　缺點(diǎn)之二： 存儲需求的存儲空間太大，幾乎不可用。按平均碼率500Mbps算，也是H.264/265碼率的20-50倍。

　　缺點(diǎn)之三： 編碼方式和安防平臺幾乎都不兼容，分布式的紅利發(fā)揮不出來(lái)，還需要大量的轉碼器、編解碼器和安防平臺對接。

　　深度壓縮： 視聽(tīng)行業(yè)中一類(lèi)低碼率視頻壓縮算法的總稱(chēng)，與淺度壓縮相反，這類(lèi)算法因壓縮程度相對較高，故稱(chēng)為深度壓縮。行業(yè)內一般特指用安防H.264/265編碼芯片的，降采樣為4:2:0后進(jìn)行編碼的方式。因為畫(huà)質(zhì)比較低，所以一般應用于低成本，要求不高的場(chǎng)合。

　　優(yōu)點(diǎn)之一： 帶寬低。其采用的編碼方式是HEVC(H.265)或者H.264，因此1路1080P@60碼率一般就在10-20Mbps水平，對一般的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)非常輕松，甚至可以用現有的計算機網(wǎng)絡(luò )承載而不影響業(yè)務(wù);

　　優(yōu)點(diǎn)之二： 和安防、視頻圖像網(wǎng)、AI等無(wú)縫銜接(因為都是H.264/265)，分布式的優(yōu)勢體現得更大(如無(wú)需任何解碼器直接取安防平臺流上顯示墻，直接取流進(jìn)行人、車(chē)以及人臉識別等)。

　　優(yōu)點(diǎn)之三： 成本低，容易實(shí)現。因為采用安防芯片，芯片成本低，而且一般有較為成熟的方案，進(jìn)行功能性研發(fā)即可。

　　缺點(diǎn)： 畫(huà)質(zhì)較差。一般視頻畫(huà)面，電腦畫(huà)面沒(méi)問(wèn)題，但是有強烈反差的畫(huà)面，如CAD圖、軌道交通圖、雷達圖、電力運行圖，甚至部分情況下word，excel的效果都無(wú)法接受(如當excel表格選中一列時(shí)就模糊了，特別是當文字是紅色時(shí))。

　　雙引擎（雙碼流）： 一個(gè)設備里邊同時(shí)放置高碼率編碼芯片和低碼率編碼芯片，嚴格來(lái)說(shuō)它并不是一種編碼方式，但它是一種解決碼率和畫(huà)質(zhì)的方法：高碼率芯片用于解決本地顯示清晰度問(wèn)題，低碼率編解碼芯片(一般是H.264/265)為了解決遠距離傳輸和對接安防平臺的問(wèn)題。實(shí)現較為容易，但網(wǎng)絡(luò )較為復雜，同時(shí)只解決了本地畫(huà)質(zhì)問(wèn)題，異地畫(huà)質(zhì)和存儲畫(huà)質(zhì)問(wèn)題還是未能解決。

　　優(yōu)點(diǎn)之一： 能兼顧本地顯示畫(huà)質(zhì)和遠距離傳輸的低碼率要求;

　　優(yōu)點(diǎn)之二： 低碼率引擎其實(shí)一般就是安防編解碼芯片，所以也能和安防、視頻圖像網(wǎng)等對接。

　　優(yōu)點(diǎn)之三： 成本雖然比淺壓縮和深壓縮略高，但是淺壓縮芯片和安防芯片(深壓縮)都便宜，所以即便都放置進(jìn)去，成本也低，而且容易實(shí)現。

　　缺點(diǎn)之一： 遠距離傳輸和存儲的畫(huà)質(zhì)始終還是安防級的畫(huà)質(zhì)，是難以讓人滿(mǎn)意的。高碼率和低碼率同時(shí)編碼1路圖像，始終只是權宜之計，并沒(méi)有從根本上解決壓縮率和畫(huà)質(zhì)的問(wèn)題。

　　缺點(diǎn)之二： 淺壓縮的碼率還是很高，即便本地應用，大規模的應用對核心交換機的壓力非常大，接入交換機選型也非?？量?系統必須滿(mǎn)足極限要求，即每個(gè)端口900Mbps，48路的接入交換機，則上行44G，10個(gè)10G口都不夠，但是往往接入交換機達不到48個(gè)千兆線(xiàn)速+4個(gè)萬(wàn)兆線(xiàn)速的包交換速度)。

　　缺點(diǎn)之三： 系統互相影響大，系統穩定性，特別是大規模項目的穩定性，尚需要時(shí)間檢驗。

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　　結語(yǔ)

　　一方面，是網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展，雖然主流還是千兆網(wǎng)絡(luò )，但是萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò )也不再昂貴，且全部的千兆網(wǎng)絡(luò )迭代到萬(wàn)兆尚需時(shí)日;

　　另一方面是視頻清晰度往更清(4KP30，4KP60，8KP30均已經(jīng)較為常見(jiàn))、色彩更豐富(從24位色往30、36位升級，內容增加50%)方向升級的速度更快。

　　正在建設中，且可預見(jiàn)的近5-10年內大放異彩的5G，雖然下載速度達到500Mbps甚至更高，但是普遍上行速度為50+Mbps，即便網(wǎng)絡(luò )良好的地方上行速度也就在200Mbps，是無(wú)法承載哪怕1路1080P@60的淺壓縮視頻流的，更別說(shuō)1路4KP60了。

　　所以現階段看來(lái)，分布式在未來(lái)5-10年內要充分5G的紅利，依托5G生態(tài)建立更多精彩的應用，甚至能否跳出顯示控制的狹窄應用，無(wú)縫融合到指揮、業(yè)務(wù)流程，實(shí)現更大的價(jià)值，低碼率和畫(huà)質(zhì)始終是繞不過(guò)去的檻。

　　何去何從，我們拭目以待!