隨著視頻分辨率的日漸提高，市場(chǎng)對(duì)高清視頻的傳輸與交換方案也提出了更多要求。對(duì)這類高清視頻的傳輸與交換而言，帶寬是亟待突破的首個(gè)瓶頸。

傳輸諸如4K或超高清（UHD）之類的高清視頻需要非常大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。4K視頻（2160p60）在全彩與無壓縮情況下傳輸需要占用12 Gbps帶寬，而全彩的1080p視頻即使在每秒60幀的情況下傳輸也只需要3 Gbps帶寬。由此可見，4K這一未來的專業(yè)視頻分辨率在分配傳輸方面還面臨著諸多障礙。

這些障礙之所以存在，其最大的原因是現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)幾乎無法匹配相應(yīng)的帶寬需求，尤其當(dāng)高清視頻的分配多于一個(gè)房間時(shí)。傳輸無壓縮 4K視頻對(duì)線纜要求極其嚴(yán)格，甚至可能需要用到光纖，這也就導(dǎo)致傳輸系統(tǒng)的安裝成本大大提高。更令人頭疼的是，現(xiàn)行的分配傳輸技術(shù)（千兆以太網(wǎng)、萬兆以太網(wǎng)、3G-SDI或HDBaseT）均無法達(dá)到2160p60分辨率下的全彩取樣要求。1 Gbps的千兆以太網(wǎng)（GbE）與2.97 Gbps的3G-SDI甚至無法支持全彩無壓縮的1080p60視頻的傳輸。

下表中羅列了無壓縮普通高清與超高清視頻在不同分辨率、像素、幀率、色彩取樣率情況下傳輸所需要的帶寬，其中多數(shù)高清視頻所要求的帶寬均超過1 Gbps。

如需利用現(xiàn)有的分配和交換技術(shù)來傳輸高清視頻，應(yīng)考慮對(duì)視頻做一定程度的壓縮處理。例如，采用JPEG2000 壓縮標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行合理設(shè)置，壓縮后視頻占用的帶寬將大大降低，不僅可在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)線纜中傳輸，還可通過用戶現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換。

提及專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的視頻壓縮，人們通常擔(dān)心的是想象中的延時(shí)（即原始信號(hào)與播放終端之間的時(shí)間差）以及劣質(zhì)的畫面。而這些聯(lián)想多是由各大網(wǎng)絡(luò)流媒體網(wǎng)站所造成的。為了將視頻傳輸給各類網(wǎng)絡(luò)中成千上萬的用戶，流媒體網(wǎng)站多會(huì)采用MPEG2、MPEG4或 H.264格式視頻，網(wǎng)絡(luò)帶寬要求低，因此，也就要求其中的視頻經(jīng)過高度壓縮。不過，在一個(gè)更受控制的專業(yè)環(huán)境下，通過對(duì)壓縮技術(shù)的精心挑選與應(yīng)用，壓縮后的視頻亦可兼具高清晰度與低延時(shí)性。

要了解壓縮技術(shù)對(duì)延時(shí)與畫質(zhì)的影響，首先應(yīng)了解網(wǎng)絡(luò)音視頻的分配傳輸原理。當(dāng)進(jìn)行IP視頻傳輸時(shí)，首先必須對(duì)視頻進(jìn)行“編碼”，將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。當(dāng)信號(hào)傳輸至播放終端，再將信號(hào)“解碼”，即將網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)回視頻信號(hào)，最后通過電視或投影儀顯示。整個(gè)視頻傳輸過程涵蓋四個(gè)步驟，每個(gè)步驟都會(huì)對(duì)視頻終端延時(shí)造成影響。

用飛機(jī)航班來比喻視頻傳輸過程再貼切不過。第一步的編碼好比登機(jī)，即將目標(biāo)視頻傳上網(wǎng)絡(luò)。第二步的傳輸將信號(hào)從源設(shè)備傳輸至終端設(shè)備，這就是飛機(jī)的整個(gè)航程。第三步的解碼就是下機(jī)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)將重新轉(zhuǎn)化為視頻信號(hào)。最后一步的播放就好似乘客提取行李離開機(jī)場(chǎng)。

這其中涉及到的播放速度是整個(gè)視頻傳輸分配過程中常常被忽略的環(huán)節(jié)。哪怕整個(gè)視頻傳輸過程極其給力，但只要顯示器無法進(jìn)行快速的像素還原，都有可能造成視頻播放的延時(shí)。多數(shù)顯示器都設(shè)有“游戲”模式（不同廠商的叫法不一），可以更快速地還原視頻畫面，并將延時(shí)最小化。

與真實(shí)的飛機(jī)航行不同，視頻的“航程”（傳輸速度）是整個(gè)傳輸過程中用時(shí)最短的環(huán)節(jié)，多數(shù)網(wǎng)絡(luò)音視頻技術(shù)下的傳輸延時(shí)比一幀畫面還要短。而編碼過程中的壓縮（以及解碼過程中的解壓縮）則是影響視頻質(zhì)量與延時(shí)性的最關(guān)鍵因素。

JPEG2000（應(yīng)用于AMX SVSI N2000系列）與基于行的小波壓縮（LBWC，應(yīng)用于AMX SVSI N1000系列）可實(shí)現(xiàn)幀壓縮或幀內(nèi)壓縮，不存在傳統(tǒng)多幀壓縮所帶來的附加延時(shí)。此外，JPEG2000支持區(qū)塊化（Tiling）技術(shù)，可將圖像分成若干區(qū)塊進(jìn)行傳輸。利用JPEG2000 壓縮與區(qū)塊化技術(shù)，壓縮后視頻的延時(shí)可由全幀的 32-50 毫秒降低至 10-15 毫秒。

低延時(shí)高保真編解碼技術(shù)能以小于1 Gbps的網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸高品質(zhì)視頻。當(dāng)視頻達(dá)到現(xiàn)有帶寬要求，那么利用現(xiàn)有的企業(yè)IP網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)視頻的傳輸與交換，也就是說，用戶利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施即可傳輸專業(yè)級(jí)高品質(zhì)視頻，這將大大降低整個(gè)系統(tǒng)的成本、簡(jiǎn)化系統(tǒng)安裝程序、給予系統(tǒng)更好的擴(kuò)展性。

SVSI 的4K視頻采用了JPEG2000 編解碼技術(shù)，無需1Gbps帶寬亦能輕松傳輸。將該編解碼技術(shù)與區(qū)塊化技術(shù)相結(jié)合，不僅給予了視頻高品質(zhì)畫質(zhì)，亦將延時(shí)減少至一幀以內(nèi)。事實(shí)上，JPEG2000 所帶來的高品質(zhì)視頻效果已令這一編解碼技術(shù)在各大電影工作室、電視網(wǎng)絡(luò)甚至美國(guó)國(guó)會(huì)圖書館得以廣泛應(yīng)用。

將低帶寬傳輸技術(shù)與高品質(zhì)編解碼技術(shù)融合，專業(yè)級(jí)高品質(zhì)視頻也能以低成本的方式實(shí)現(xiàn)在校園內(nèi)的分配傳輸。

有關(guān)現(xiàn)行4K視頻分配傳輸技術(shù)的局限性問題，在我們近期發(fā)布的《關(guān)于以1Gbps傳輸4K視頻的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)方案之探索》（“4K over 1 Gbps Video Distribution: Exploring the Challenges and Solutions”）白皮書中有詳細(xì)闡述，其中也描述了不同的設(shè)置對(duì)視頻帶寬與畫質(zhì)的影響，以及各類案例。