發(fā)揮高分辨率與高效率IP網(wǎng)絡(luò)的效益

　　現(xiàn)今H.264高級(jí)視頻編碼(AVC)標(biāo)準(zhǔn)已主宰許多傳統(tǒng)應(yīng)用，包括像視訊會(huì)議與電視廣播，如今還將版圖擴(kuò)展至更多應(yīng)用，讓使用者能有效率地儲(chǔ)存與傳輸高分辨率(HD)內(nèi)容。H.264的新興應(yīng)用包括：

　　• 在醫(yī)療手術(shù)房中，HD高畫(huà)質(zhì)攝影機(jī)拍到的影片可通過(guò)串流模式傳送到其它地點(diǎn)與/或儲(chǔ)存建檔;

　　• 大學(xué)與其它教育機(jī)構(gòu)提供遠(yuǎn)距學(xué)習(xí)服務(wù)，以及一種讓學(xué)生隨時(shí)回放課程內(nèi)容的快速方法;

　　• 經(jīng)營(yíng)偏遠(yuǎn)地區(qū)的電信供貨商，為小規(guī)模小區(qū)提供內(nèi)容廣播服務(wù)。

　　視訊壓縮的歷史

　　在MPEG-2的成功經(jīng)驗(yàn)后，ITU-T視訊編碼專家團(tuán)隊(duì)與ISO/IEC MPEG合作，開(kāi)發(fā)一項(xiàng)新的音訊與視訊壓縮標(biāo)準(zhǔn)，雙方的共同目標(biāo)包括:

　　• 壓縮效率比MPEG-2高2至3倍;

　　• 支持各式各樣應(yīng)用，與各種壓縮標(biāo)準(zhǔn)支持廣播電視一直到手機(jī)等各種應(yīng)用;

　　• 支持這些應(yīng)用的同時(shí)，還能從手機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，一路擴(kuò)充至各種Full HD(全高清)應(yīng)用，可涵蓋各種不同頻寬;

　　• 利用因特網(wǎng)通訊協(xié)議(IP)確保高效率的串流傳輸，以串流模式，通過(guò)因特網(wǎng)快速傳送HD質(zhì)量的影片;

　　• 確保標(biāo)準(zhǔn)在商品化的成本，不會(huì)長(zhǎng)期高于MPEG-2，讓各種低成本產(chǎn)品能在市場(chǎng)上普及化。

　　在辛苦的努力下，專家小組在2003年發(fā)表第一項(xiàng)技術(shù)草案，亦即H.264 AVC(亦名為MPEG-4 Part 10)。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在處理Full HD影片時(shí)，壓縮效率比MPEG-2高出50%。H.264支持各種不同的profile(格式)，并縮小兼容性的要求，藉此支持各種應(yīng)用。此標(biāo)準(zhǔn)后續(xù)還在持續(xù)修訂中，當(dāng)有新技術(shù)問(wèn)市時(shí)，還持續(xù)增加新的格式。 此外，H.264是藍(lán)光與HD-DVD標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制支持技術(shù)。許多廣播業(yè)者在其高階廣播設(shè)備中，也采用H.264技術(shù)。

　　新興市場(chǎng)

　　除了高編碼效率外，H.264 AVC還能利用此標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)抽象層(NAL)，把Full HD影片轉(zhuǎn)換成IP數(shù)字影片。這項(xiàng)能力符合目前市場(chǎng)趨勢(shì)，涵蓋三種應(yīng)用：數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、以及VoIP網(wǎng)絡(luò)電話。這種強(qiáng)大的組合，帶動(dòng)許多新興市場(chǎng)的成長(zhǎng)，H.264 AVC支持各種領(lǐng)域的應(yīng)用，從低分辨率影片的移動(dòng)裝置，一直到Full HD高畫(huà)質(zhì)電視。本篇白皮書(shū)探討各種新興應(yīng)用，并介紹市場(chǎng)對(duì)HD持續(xù)攀升的需求。

　　醫(yī)療應(yīng)用

　　對(duì)于每個(gè)參與手術(shù)的人而言，能在手術(shù)房拍攝HD高畫(huà)質(zhì)影片，其優(yōu)勢(shì)是眾所皆知的。HD影片的細(xì)膩畫(huà)面與清晰度，對(duì)于完成手術(shù)與各種程序，還有對(duì)手術(shù)房?jī)?nèi)外的其他人士而言，都有很大的意義。由于有這么多優(yōu)勢(shì)，可預(yù)見(jiàn)未來(lái)每個(gè)手術(shù)房都可能裝設(shè)HD攝影機(jī)，甚至連最普通的手術(shù)過(guò)程都會(huì)留下紀(jì)錄。

　　不幸的是，HD視頻至今仍尚未高度普及。目前的挑戰(zhàn)主要是系統(tǒng)難以儲(chǔ)存與傳播高畫(huà)質(zhì)影片。早期的攝影機(jī)是把影片儲(chǔ)存在DVD光盤(pán)內(nèi)。在Full HD的規(guī)模下，傳統(tǒng)的DVD光盤(pán)僅能儲(chǔ)存約20分鐘影片。藍(lán)光DVD將儲(chǔ)存容量提高約5倍 ，但仍無(wú)法把一些長(zhǎng)時(shí)間的手術(shù)過(guò)程儲(chǔ)存在一片光盤(pán)內(nèi)。此外，把影片儲(chǔ)存在光盤(pán)以利建文件，只是應(yīng)用需求的一部分，還得把影片傳送給手術(shù)房外的學(xué)生與其他人士觀摩。HD影片的龐大容量，讓大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)難以負(fù)荷。

　　在系統(tǒng)中加入H.264編碼技術(shù)，就能輕易克服這些挑戰(zhàn)。H.264壓縮技術(shù)讓一片單面藍(lán)光光盤(pán)能儲(chǔ)存4.5小時(shí)的高畫(huà)質(zhì)影片。此外，由于H.264能通過(guò)串流模式，利用IP網(wǎng)絡(luò)傳送影片，使用者可把HD內(nèi)容傳送到遠(yuǎn)程的影音服務(wù)器，因此在手術(shù)房就無(wú)需設(shè)置DVD或藍(lán)光媒體的儲(chǔ)存設(shè)備。藉由這些功能，醫(yī)院現(xiàn)在能利用串流技術(shù)，將影片實(shí)時(shí)傳送到其它地方，并利用大型影音服務(wù)器來(lái)儲(chǔ)存與管理所有影片內(nèi)容。

　　在美國(guó)，許多大學(xué)附設(shè)醫(yī)院率先在手術(shù)房采用這類系統(tǒng)。HD影片可經(jīng)過(guò)編碼，并實(shí)時(shí)串流傳送至多個(gè)地方，讓許多人同時(shí)分享，這讓學(xué)生與其他外科醫(yī)生能零時(shí)差地迅速學(xué)到新的技巧。即使沒(méi)有實(shí)時(shí)觀看，也能直接連上服務(wù)器回放這些影片，不必藉由燒錄光盤(pán)來(lái)傳播這些內(nèi)容。隨著H.264編碼與影片傳播技術(shù)日趨成熟，這項(xiàng)功能可輕易推廣至所有醫(yī)院。

　　展望未來(lái)，這項(xiàng)功能將擴(kuò)展至規(guī)模較小的醫(yī)療診所，以及在家醫(yī)療等領(lǐng)域。病患或殘障人士，可通過(guò)內(nèi)建H.264編碼器的小型攝影機(jī)，將信息以串流方式傳送給醫(yī)生。這種系統(tǒng)能節(jié)省時(shí)間與金錢(qián)，并為病患提供更好的服務(wù)。

　　教育-遠(yuǎn)距學(xué)習(xí)

　　越來(lái)越多大學(xué)，甚至是高中學(xué)校，著手采用遠(yuǎn)距學(xué)習(xí)技術(shù)。這波成長(zhǎng)趨勢(shì)的主要原因是便利性，教育機(jī)構(gòu)還能藉此節(jié)省預(yù)算。遠(yuǎn)距學(xué)習(xí)能利用兩種不同模式來(lái)建置。在同步模式中，學(xué)生與教師可進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，在異步模式中，學(xué)生可在自己方便的時(shí)間，從遠(yuǎn)方地點(diǎn)觀看課程內(nèi)容。

　　在同步模式中，教授通常會(huì)主動(dòng)傳授課程。攝影機(jī)拍下影片，再利用H.264技術(shù)進(jìn)行編碼，完成后再以串流模式傳送到多個(gè)遠(yuǎn)程地點(diǎn)。不論影片屬于HD或SD(標(biāo)準(zhǔn)分辨率)，都能從H.264得到利益，因?yàn)橹髡军c(diǎn)與遠(yuǎn)程站點(diǎn)之間的傳輸線路，距離相當(dāng)遙遠(yuǎn)。若采用較低速的鏈路，系統(tǒng)必須調(diào)至較低的分辨率來(lái)播放影片，以維持實(shí)時(shí)傳輸?shù)男Ч?。由于這種模式讓遠(yuǎn)方學(xué)生有機(jī)會(huì)參與課堂討論，因此學(xué)生與教授通常愿意舍棄影像分辨率，來(lái)?yè)Q取低延遲的實(shí)時(shí)性。

　　在異步的環(huán)境中，影片與其它內(nèi)容可儲(chǔ)存在一部服務(wù)器，之后使用者再通過(guò)因特網(wǎng)來(lái)存取這些內(nèi)容。這種情況讓學(xué)生得到最大的彈性，能隨時(shí)觀看課程，大多數(shù)情況是在自己家中上課。甚至是在傳統(tǒng)教室進(jìn)行的學(xué)生課堂，大學(xué)校方也可把課程影片加以編碼，讓學(xué)生能在任何時(shí)間下載觀看。取得所有課程內(nèi)容，能幫助學(xué)生復(fù)習(xí)筆記里漏抄的課程觀念。