發(fā)揮高分辨率與高效率IP網(wǎng)絡(luò )的效益

　　現今H.264高級視頻編碼(AVC)標準已主宰許多傳統應用，包括像視訊會(huì )議與電視廣播，如今還將版圖擴展至更多應用，讓使用者能有效率地儲存與傳輸高分辨率(HD)內容。H.264的新興應用包括：

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

　　• 大學(xué)與其它教育機構提供遠距學(xué)習服務(wù)，以及一種讓學(xué)生隨時(shí)回放課程內容的快速方法;

　　• 經(jīng)營(yíng)偏遠地區的電信供貨商，為小規模小區提供內容廣播服務(wù)。

　　視訊壓縮的歷史

　　在MPEG-2的成功經(jīng)驗后，ITU-T視訊編碼專(zhuān)家團隊與ISO/IEC MPEG合作，開(kāi)發(fā)一項新的音訊與視訊壓縮標準，雙方的共同目標包括:

　　• 壓縮效率比MPEG-2高2至3倍;

　　• 支持各式各樣應用，與各種壓縮標準支持廣播電視一直到手機等各種應用;

　　• 支持這些應用的同時(shí)，還能從手機數據網(wǎng)絡(luò )，一路擴充至各種Full HD(全高清)應用，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;

　　• 確保標準在商品化的成本，不會(huì )長(cháng)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(zhuān)家小組在2003年發(fā)表第一項技術(shù)草案，亦即H.264 AVC(亦名為MPEG-4 Part 10)。這項標準在處理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，藉此支持各種應用。此標準后續還在持續修訂中，當有新技術(shù)問(wèn)市時(shí)，還持續增加新的格式。 此外，H.264是藍光與HD-DVD標準的強制支持技術(shù)。許多廣播業(yè)者在其高階廣播設備中，也采用H.264技術(shù)。

　　新興市場(chǎng)

　　除了高編碼效率外，H.264 AVC還能利用此標準的網(wǎng)絡(luò )抽象層(NAL)，把Full HD影片轉換成IP數字影片。這項能力符合目前市場(chǎng)趨勢，涵蓋三種應用：數據、語(yǔ)音、以及VoIP網(wǎng)絡(luò )電話(huà)。這種強大的組合，帶動(dòng)許多新興市場(chǎng)的成長(cháng)，H.264 AVC支持各種領(lǐng)域的應用，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)探討各種新興應用，并介紹市場(chǎng)對HD持續攀升的需求。

　　醫療應用

　　對于每個(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)勢是眾所皆知的。HD影片的細膩畫(huà)面與清晰度，對于完成手術(shù)與各種程序，還有對手術(shù)房?jì)韧獾钠渌耸慷?，都有很大的意義。由于有這么多優(yōu)勢，可預見(jiàn)未來(lái)每個(gè)手術(shù)房都可能裝設HD攝影機，甚至連最普通的手術(shù)過(guò)程都會(huì )留下紀錄。

　　不幸的是，HD視頻至今仍尚未高度普及。目前的挑戰主要是系統難以?xún)Υ媾c傳播高畫(huà)質(zhì)影片。早期的攝影機是把影片儲存在DVD光盤(pán)內。在Full HD的規模下，傳統的DVD光盤(pán)僅能儲存約20分鐘影片。藍光DVD將儲存容量提高約5倍 ，但仍無(wú)法把一些長(cháng)時(shí)間的手術(shù)過(guò)程儲存在一片光盤(pán)內。此外，把影片儲存在光盤(pán)以利建文件，只是應用需求的一部分，還得把影片傳送給手術(shù)房外的學(xué)生與其他人士觀(guān)摩。HD影片的龐大容量，讓大多數網(wǎng)絡(luò )難以負荷。

　　在系統中加入H.264編碼技術(shù)，就能輕易克服這些挑戰。H.264壓縮技術(shù)讓一片單面藍光光盤(pán)能儲存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內容傳送到遠程的影音服務(wù)器，因此在手術(shù)房就無(wú)需設置DVD或藍光媒體的儲存設備。藉由這些功能，醫院現在能利用串流技術(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)儲存與管理所有影片內容。

　　在美國，許多大學(xué)附設醫院率先在手術(shù)房采用這類(lèi)系統。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(guān)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)傳播這些內容。隨著(zhù)H.264編碼與影片傳播技術(shù)日趨成熟，這項功能可輕易推廣至所有醫院。

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

　　教育-遠距學(xué)習

　　越來(lái)越多大學(xué)，甚至是高中學(xué)校，著(zhù)手采用遠距學(xué)習技術(shù)。這波成長(cháng)趨勢的主要原因是便利性，教育機構還能藉此節省預算。遠距學(xué)習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，從遠方地點(diǎn)觀(guān)看課程內容。

　　在同步模式中，教授通常會(huì )主動(dòng)傳授課程。攝影機拍下影片，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)遠程地點(diǎn)。不論影片屬于HD或SD(標準分辨率)，都能從H.264得到利益，因為主站點(diǎn)與遠程站點(diǎn)之間的傳輸線(xiàn)路，距離相當遙遠。若采用較低速的鏈路，系統必須調至較低的分辨率來(lái)播放影片，以維持實(shí)時(shí)傳輸的效果。由于這種模式讓遠方學(xué)生有機會(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，影片與其它內容可儲存在一部服務(wù)器，之后使用者再通過(guò)因特網(wǎng)來(lái)存取這些內容。這種情況讓學(xué)生得到最大的彈性，能隨時(shí)觀(guān)看課程，大多數情況是在自己家中上課。甚至是在傳統教室進(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(guān)看。取得所有課程內容，能幫助學(xué)生復習筆記里漏抄的課程觀(guān)念。