高清视频时代即将到来,广电和华为做了这些技术准备

摘要: 大视频行业将在未来两三年到来,不仅仅是超高清视频,还有智慧城市、智慧家庭其实也与之同步推进。

几乎没有人怀疑,未来的时代一定是大视频时代——

但这里说的大视频,不是说提供影视作品的互联网视频网站,也不是如日中天的直播平台,而是一种无所不在的视频信息产生、传播、点播的新媒体时代。在这个时代里,我们将通过终端再现来自世界各个角落和虚拟世界的影像,其实时性和清晰程度都不是我们现在的普通电视可同日而语。

这不是幻想!3月22日,国家新闻出版广电总局副局长田进表示,鼓励中央电视台及有条件的省级电视台探索建立4K超高清电视(UHDTV)节目制播系统;计划到2018年构建起高清、超高清混合播出系统,到2020年,实现超高清试验频道播出。

那么问题来了:高清、超高清的视频时代,我们面临哪些技术难题?我们做好准备了吗?

高清视频时代广电系统的三大技术难题

首先我们要理清一个概念,何谓高清和4K超高清?这其实指的是视频的分辨率。

从技术层面上来说,超高清(Ultra HD)其实是从4K数字标准衍生出的概念。

标准的4K分辨率在本地可以达到4096×2160像素,而超高清则要稍低一些,分辨率为3840×2160像素。而我们目前所常说的高清,一般分辨率只达到1280*720——也就是说,4K的分辨率是目前高清的9倍左右。

那么,要想真的超高清视频走入我们身边,就需要至少两个条件:

首先是广电机构(包括媒体、广电运营机构等)制作符合超高清标准的视频内容并下行传输到千家万户;

其次是我们能有符合标准的4K终端来展现它。

后面这个问题就是目前已经开始火爆的4K电视,可以说已经基本解决;但前面这个问题,无论对媒体机构还是运营机构而言,都面临不少的问题。

广电媒体云技术产业联盟的吴敏在接受51CTO记者咨询时表示,想实现超高清视频内容的采集、制作和传输,目前还有三个主要的问题需要解决。

首先就是视频原始素材的拍摄需要符合超高清标准,包括摄像机、采集设备等等现在演播室的各主要设备,都要进行更新才行——对广电媒体来说,这可是一笔相当大的设备投入。

第二个问题就是视频节目的编辑制作。

原始素材录制完成之后,需要由编辑部门进行制作加工,一方面对非编设备的处理能力要求提升较大,另一方面对素材传输的带宽要求较高。各媒体的视频素材拍摄、采集和制作部门往往不在同一物理位置,需要借助台内网络、专线或者公网进行传输。

云技术应用推广之后,媒体部门开始尝试采用公有云进行媒体素材内容的共享和传输,二素材存储、传输和内容安全保护都是广电媒体在公有云使用探索方面比较关注的问题。如前面所说,分辨率提升之后,单位原始素材视频文件的体积也成十几倍的增长;而视频节目的素材又往往本身非常巨大,在传输这件事情上就会出现新的问题。

为了解决视频在网络中传输的问题,一般是采用代理码流加工的方法来降低带宽压力。

视频原始素材经过压缩编码后传输到编辑一侧,进行编辑制作,在远端将操作对应到高码率的原始素材上进行一一对应。

为了确保视频制作的清晰度,就要调整适当的压缩和传输参数。码流又称为码流率(Data Rate),是视频文件在单位时间内使用的数据流量,同样的分辨率,码流越大,压缩比越小,传输的画面质量越高;当然,码流越大,问题体积也越大,计算公式是文件体积=时间*码流率/8,例如一般高清视频的码流是10Mb,按照这个计算,一部90分钟的视频文件大小就是5400秒*10Mb/8=6750MB,也就是6.75GB——

是不是觉得比互联网上看的电影大多了,那就是因为分辨率差的比较多;而对专业的广电媒体而言,到了超高清时代,10Mb的码流率都远远不够。

但仅仅是这个码流,就已经让现在的公有云吃不消了。

吴敏告诉51CTO记者,目前国内的厂商也在公有云上推出高清视频编辑制作的产品,20M带宽可以支持高清视频的快剪和精编,但是在超高清领域,内容的上下载传输要求较高,她曾经尝试用某知名公有云进行过相关测试,100m带宽,超高清无损原始素材(400M码率)需要2~3倍速的传输时间,而超高清内容的快剪制作对GPU的处理能力和带宽是综合要求,作为探索可以实现基于GPU的超高清内容制作。

但从实际应用来看,目前距离实用还有些距离。因此要想迈入超高清时代,在媒体云这个领域必须有所突破和改进。

第三个问题是制作好的高清节目,如何通过运营机构(例如歌华有线)传递给广大用户,或者由用户通过运营机构实现视频点播。

和有些人想的不太一样,这里的瓶颈其实不是网络带宽——事实上,制作完成的视频会根据标准编码(例如H.265)形成视频流传输,现有的同轴电缆等等已经基本上可以满足应用。

视频传输到用户这一过程的主要瓶颈其实是现在已经播出内容所占据的带宽资源。每个运营机构根据业务构成,事先分配好的带宽资源,这些资源如果用在了此前的高清、标清和3D等业务上,那就有可能没有足够的空间传输超高清的节目,因此要想确保超高清节目的上线播出,就要清退一部分的现有业务。

媒体专有云时代的技术解决方案

从前面分析的情况可以总结出来:第一个困难主要是涉及影像摄制设备的问题,目前其实技术问题已经解决,主要是钱的问题;第三个则主要是资源和商业经营策略的问题。而第二个问题则牵涉到到ICT领域基础平台的建设问题,这也是我们关心的问题:我们做好了技术准备吗?

吴敏告诉我,事实上,最近一两年,从全球到国内,都在加快部署相应的解决方案,为超高清视频时代的到来做准备。而具体的技术问题,放眼全球,华为则是最有权威来解释这个问题的!就中国来说,无论是传输领域的同轴、FTTH光纤传输乃至长距离微波传输,还是服务器和存储领域,华为都已经走在市场的前列。

而近来,华为也在和广电行业共同构建媒体云、政务云、智慧城市等多种全新的业务模式。于是,51CTO记者找到了华为中国区广电媒资业务部部长张卫军,就超高清视频时代和全媒体融合两大趋势了解未来的技术变化。

张卫军介绍说,广电行业现在的确面临很多新的业务挑战,包括采编一体化、4K超高清视频、新的增值业务等等。剖析这些业务层面背后的技术需求,应该有三大技术变化:

第一应该说是存储的挑战。视频是传统广电媒体的最重要资源,此前的视频资源和未来的超高清视频,将会给视频资源的存储、检索、播放等方面带来容量更大、相应速度更快的需求,这对存储技术是一个巨大挑战。

第二,如上文吴敏介绍,是采编播两端矩阵的IP化,由于对网络响应速度和传输质量的要求很高,这个挑战非常大。

第三就是媒体云。此前各媒体都采用私有云的方式,但随着市场的需求,公有云已经成为媒体必须考虑的方向,特别是在新闻方面,现在的迫切需求就是要做到多种方式的采集和分发,并把采集和粗编放在云端。

面对这种变化,华为做了什么呢?

张卫军介绍,华为重点其实只做了两件事情:

首先在编码方面进行改进,减小超高清视频时代对带宽的压力,事实上,华为是全球下一代视频压缩标准的制定者之一;

第二就是把基础设施管道做大,“迎接太平洋一样的洪水”。

所谓管道做大,其实包括多个方面。

在骨干网层面,中国在几年前已经进入100G时代,目前400G已经商用,800G也在试验中,可以说华为已经做好了准备,确保了4K时代在“骨干道路”层面不会有问题;

同时,华为也在为从输入端到总控播出端的网络改造进行准备,并在CDN、转码功能等视频要求比较高的领域推出了相应的方案;存储方面,华为也已经成为国内市场新增份额的第一名,正在积极帮助众多媒体客户建设视频资源库。可以说,在超高清视频时代的管道方面,华为已经做好了准备。

记者注意到,在这些准备中,没有提及应用层面。张卫军介绍说,华为的策略就是“上不碰应用,下不碰数据”,但华为提供了开放和先进的IaaS和PaaS平台,并积极和媒体及广电行业的ISV合作,向他们开放各种平台的接口,共同提供更好的解决方案。

截至目前,华为已经在广电行业拥有了570多家合作伙伴,和几乎所有的视频行业主要解决方案提供商形成了深度合作,也在全国建立了众多的广电领域成功案例,甚至可以说是样板工程。

张卫军表示,大视频行业将在未来两三年到来,不仅仅是超高清视频,还有智慧城市、智慧家庭其实也与之同步推进。与之相应的ICT技术平台已经万事俱备,只欠东风!

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评论(1

  • Darren13 Darren13 2017-03-30 06:31 via iphone

    网速问题大啊……

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Oh! no

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