电信或将推动VBR在4K编解码传输中的运用

2014年12月24日，于中国电信上海研究院，高效视频编码、传输及4K应用技术研讨会正式召开，共同探讨HEVC在IPTV以及4K视频中的应用与实践，出席会议嘉宾包括上海交通大学副校长、中国数字电视国家工程研究中心首席科学家张文军教授，上海市通信学会秘书长唐伟民先生，上海市信息家电协会朱静莲秘书长，上海电信研究院罗传飞博士以及上海交通大学宋利副教授、百视通首席架构师肖友能等学术界专家，并现场展示了上海电信研究院HEVC在4K运用中的实际案例。

会议上，上海电信研究院罗传飞博士重点阐述了电信未来迎合超高清趋势所要完成的全高清化、H.265化、内容按需化以及互联网化的四个变革，同时突出了在编解码环节中VBR的重要性，以及在视频传输过程中降低的成本以及提高的效率。

罗传飞博士认为，受众对于体验的需求度是永无止境的，如果说内容是引导用户购买的驱动，那么体验就是促进用户满意度和活跃度的关键因素。在体验为王的时代，罗博士认为，电信IPTV要顺应形势，完成全高清化、H.265化、内容按需化以及互联网化的四个变革。

从目前IPTV的内容来看，直播高清化程度仅仅达到了10~20%，高清频道仅只有20个，而更多的是标清的100个频道。即使从点播内容来看，高清节目也仅仅占有片源的50%~60%，全高清化内容的建设依然需要整个产业链共同推进。

事实上，国内一直在谈4K，标清到高清的过渡已经十多个年头，而IPTV本质上注重视频质量，这也是和目前OTT的一个根本区别。而其中，可变比特率（VBR）技术就是降低全高清化扩容成本的有效技术方案。

H.265化，大约每过十年都会有一个视频编解码标准的更新，编码效率翻一倍，这也是不可阻挡的技术优势。其次，内容按需化，也就是按需转码，虽然存储是有限的，但内容是无限的，对应的是否系统要无限扩容，也是本身运营过程中所要考虑的问题，内容随着时间的过渡，有些内容将长尾化，那么长尾化的内容通过用户的点击在进行处理将是趋势。

为了提高用户收视体验，编码是保障全高清化效果的关键技术。通常互联网视频编码具有以下特点：

1、采用离线多次编码方式；2、采用更复杂的运动估计算法；3、采用VBR码率控制算法；4、采用非标准分辨率；5、采用更高的编码级别等特征；6、采用更长的GOP长度；7、采用更多的参考帧

因此，互联网视频编码能够通过比较低的代价换取不错的收视质量。

但IPTV的编码特点就不尽相同，针对IPTV的特征，电信编解码需要进一步进行革新：

1、电信发布IPTV视音频编解码规范，用于规范码流的一致性和终端解码的兼容性，IPTV视音频编解码规范，用于规范码流的一致性和终端解码的兼容性，但是对于规范的执行程度和视频质量缺乏验证和检验

2、同样实现IPTV视音频编解码参数要求所能达到的视频质量效果与斌妈器的优劣，编码算法的更新，运算复杂度的代价都有密切关系

3、建议全高清化目标：直播频道至少应该和Cable一致，点播视频在40~50寸家庭电视屏上的观看效果达到蓝光视频一致的体验。主观评分4分以上

4、建议采用最新的编码器，通过增加视频编码计算资源和计算复杂度实现视频质量的提升

5、推动VBR目的是提升视频质量，降低编码码率，降低全高清化扩容成本

其中此次，电信HEVC编解码解决方案中，VBR就占据了非常大的比重与特色。无论从视频编码质量还是从网络利用率、存储和CDN成本的角度考虑，VBR编码传输都比CBR具有更大的优势。另外，随着宽带提速带来的宽带红利，网络接入带宽的提升放宽了对VBR最高峰值的限制，因此是时候采用VBR技术降低节目的平均码率，降低运营成本，恢复视频流的动态性。因为IP网络是可变的，有不同业务附庸在内。电信罗博士认为一定要加强对编码器厂商的力度，把观念转变过来。

同时，罗博士还给出了基于VBR视频编码的IPTV点播业务及VBR直播的试验结论：

1、IPTV支持VBR视频点播功能可通过纯软件升级，其功能兼容现网IPTV2.0系统，RTSP/RTP传输方式，现网高清机顶盒与现网CBR节目共存。

2、基于H.264的VBR视频点播采用平均码率4-6Mbps的高清节目就可以达到现网8-12Mbps的CBR高清节目的视频质量。

3、在接入带宽高于VBR峰值的条件下，采用VBR点播对比现网CBR点播：在同样服务质量和并发用户数下，可降低30~50%汇聚网络流量，在同样服务质量和节目数量下，可降低30~50%系统所需存储，在同样服务质量和系统资源下，可增加20%~40%并发用户数。

4、结合H.264最新视频编码技术和VBR编码技术，在相同质量情况下，应用在现网IPTV直播频道编码上，可节省20~30%以上的带宽资源。

5、针对存量用户（基于CDN2.0系统），由于RTSP组播在CDN资源、直播延时、频道切换时间、随机接入同步方面的优势，在接入带宽高于VBR视频峰值的条件下，采用RTSP VBR通过组播实现直播业务。

6、对于新发展用户（基于CDN3.0系统），由于HLS传输方式对网络的自适应性，建议采用HLS通过单播实现直播频道业务，为避免VBR峰值叠加的影响建议HLS单播实现直播业务时采用ABR编码方式。

罗博士借用一句目前有趣的网络用语，“有带宽，就可以适当任性”。在未来，编码器厂商不仅仅需要考虑的是传统广电模式，如何针对IP传输链路，具备VBR特性，同时保障VBR效果，将是未来超高清视频传输中不可忽视的环节。