H.264可扩展视频编解码器(SVC)应用详解

同时联播与SVC

　　在H.264 SVC中存在于可扩展性相关的开销。正如我们在图3中所看到的那样，参考帧与预测帧之间的距离在时间(例如从T0至T1)上比传统的帧结构要长。在具有高运动图像的场景中，这能够导致效率稍低的压缩。为了对视频流各层级结构进行管理，也存在相关的开销。

　　整体而言，跟不具备可扩展性的全分辨率以及全帧速率视频构成的H.264视频流相比，具有三层临时可扩展性以及三层空间可扩展性的SVC视频可能要大20%以上。如果采用H.264 编解码器对可扩展性进行仿真，就需要多个编码视频流，从而导致更高的带宽要求或贯穿网络的昂贵解码和二次编码。

SVC的额外好处：

误码恢复

　　误码恢复的传统实现方法是把附加的信息添加至视频流之中，以便监测和校正误码。SVC的分层方法意味着不需要增加大的开销，就可以在较小的基本层上执行高级别的误码监测和校正。如果要把相同程度的误码监测和校正功能应用于AVC视频流中，那就需要把整个视频流保护起来，从而导致视频流更大。如果在SVC视频流中监测出误码，那么，就可以逐渐让分辨率和帧速率退化，直至-如果需要的话-只有高度受保护的基础层才可以使用。按照这一方式，在噪声条件下的退化要比在H.264 AVC环境下更让人可以接受。

存储管理

　　因为SVC视频流或文件即使在被删节的情况下仍然可被解码，SVC既可以在传输过程之中、也可以在文件被存储之后采用。把被分解的文件存储在光盘上并取消增强层，就可以在不对存储在文件中的视频流进一步处理的情况下，压缩文件的大小。这对于需要"要么全部管、要么不管"的方法进行光盘管理的AVC文件来说是不可能的。

内容管理

　　SVC视频流或文件固有地包含较低分辨率以及帧速率的视频流。这些视频流可以被用于加速视频分析的应用或分类各种算法。临时可扩展性也使得视频流易于以快速进退的方式搜索。

　　H.264 SVC的典型应用是监控系统(Stretch公司在这个领域提供市场领先的解决方案，请访问其网站了解更多的细节)。以IP摄像机把视频馈入视频内容被存储的控制间的情况为例，在视频流上要运行基本运动监测分析。在控制间显示器上，以摄像机最大的分辨率(1280 x 720)观看馈入的视频，并以D1 (720 x 480)的分辨率存储在保存光盘空间上。第一反应团队也在现场反应车内的移动终端上接入视频流。那些显示器的分辨率是CIF (352 x 240)，而视频流的伺服速率为7fps。

　　在利用H.264 AVC实现的过程中，首要约束可能就是该摄像机伺服多个视频流。在这个例子中，一个分辨率为1280x720，而另一个分辨率为720 x 480。在就给摄像机增加了额外的成本，但是，让视频流可以在控制间被直接记录，与此同时，另一个视频流被解码和显示。

　　如果没有这一功能，那就需要采用昂贵的解码、重定尺寸以及重新编码步骤。D1流也可以被解码并重新调节大小，以转换为CIF分辨率，从而馈入在视频流上运行的视频分析(工具)上。CIF分辨率在时间上骤减以实现每秒7帧以及重新编码，以便让第一反应车通过无线链路加以利用。图5显示了利用H.264 AVC可能实现的一个系统。



图5：H.264 AVC的视频监控应用。

利用H.264 SVC编解码器，就可以放宽对摄像机伺服多个视频流的要求，降低系统复杂性，压缩摄像机与控制间之间的网络带宽。完整的1280 x 720视频流现在可以被存储在网络视频刻录机(NVR)上，这些文件可以被方便地分解，以创建D1(或CIF)视频流，从而在给定的时期之后把光盘空间腾空出来。CIF视频流可以直接由NVR伺服，以实现分析工作，而降低了帧速率的第二视频流可以被提供给第一反应车使用。图6显示了H.264 SVC的一种可能的实现方案。



图6：H.264 SVC视频监控应用。

　　因此，根本没有必要在视频流本身上进行操作，在业已存储的文件上进行操作就足够了。其优势是明显的：

　　压缩网络带宽；

　　具有灵活的存储管理；

　　取消了昂贵的解码以及二次编码的步骤；

　　如果需要的话，在NVR上的高清晰度视频可以用来归档；

本文小结

　　可扩展视频编解码器已经被开发了许多年。广播行业严格地受到业已建立的各种标准的控制，因此在采用这一技术上一直反应迟缓。处理器、传感器以及显示技术的进步正在点爆各种视频应用。互联网以及IP技术正无缝地把视频伺服至更为不同和远程的由显示设备构成的社群。可扩展视频编解码器如H.264 SVC满足了许多这些系统的需求，并且它们可能促使视频被广泛采纳为通信媒介的催化剂。

发布者：吕勇