【ProAV Lab】IntroAVoIP#03 - AVoIP压缩算法简介

By Kieron Seth & Seaco Wei, Lumens

July 01, 2022 3953

 
 

▶ 压缩是 AVoIP的有利技术

在AVoIP行业中,压缩是一种有利技术,可以将音频 - 视频数据压缩到高速传输的 Ethernet 以太网中。 由于网络技术的发展和压缩算法的进步,现在可以使IP上的AV成为现实。

最流行的AVoIP协议是NDI,SDVOE,Dante AV 和 IPMX。 它们采用不同的压缩算法,需要在延迟、图像质量和比特率之间进行权衡。 压缩技术一直在不断发展,以实现更好的效率,但基本规则仍然适用于带宽不足,意味着更高的压缩比和更复杂的计算环境通常会导致更多的延迟。 在上述协议中,只有 SDVOE 针对 10G Ethernet。 其余的都选择 1G Ethernet,这是最具成本效益的选择。 压缩技术的选择会有所不同,具体取决于您对 10G 或 1G Ethernet 环境的要求。 有关详细信息,请参阅以下时间轴及表 1。

 

▼压缩标准时间轴

 

▼表1:不同分辨率和比特率的压缩比

 

NDI(网络设备接口)

NDI由 NewTek 于2015年9月8日公开宣布。 它是一种IP协议,可以携带多种压缩数据格式,例如SHQ(MPEG-2类似但不完全相同),H.264和HEVC位流。 SHQ 仅用于图像内编码,H.264 / HEVC 采用影像内和影像间编码。

NDI 技术专为通过IP网络传输视频信号而设计,基于1G Ethernet。 根据定义,视频信号是指通过捕捉自然场景从相机生成的一系列视频影像,这与计算机图形和电子表格不同。 由于基于帧的压缩,其延迟约为100ms。 NDI 具有不同的协议变体,例如 HX2、HX3 和 HB。 它们基于不同的压缩方案,具有不同的比特率要求。 有关详细信息,请参阅图 2 和表 2。

 

▼图2:NDI协议变化

 

▼ 表 2:NDI协议目标比特率

 

SDVoE ( 软件定义的 Ethernet 视频)

SDVoE专为视觉无损长电缆传输而设计。 它以影像质量和延迟为第一要务,并押注10G Ethernet成为未来的主流网络基础设施。

4K@30 内容在未压缩的情况下传输,并且仅 4K@60 内容需要 1.5 lite 专有压缩,最大延迟为 100 微秒。

其目标是与HD baseT HDMI 信号长电缆技术竞争,同时满足计算机电子表格和图形内容的需求。 HD base T 不是一种 IP 技术,而是一种信号调制机制,用于视频信号在 CAT6 电缆内传输。

 

Dante AV

Dante AV 是针对标准 1 Gbps 网络的革命性全新AV解决方案,它允许制造商将网络视频添加到行业领先的 Dante IP 音频平台。 它提供了客户对 Dante 期望的易用性、无缝的多供应商互操作性和整合控制体验。

Dante AV 的目标应用程序与视讯NDI具有相同的目标应用程序,而是使用 JPEG 2000 压缩技术。 JPEG2000 是一种 ISO 标准小波变换,具有比 JPEG 更高的压缩比。 最近,Audinate进一步开发了Dante AV Control,以采用其他压缩技术,如H.264和HEVC,与Dante AV协议整合。

 

IPMX(互联网协议媒体体验)

DIPMX 由 AIMS(IP 媒体解决方案联盟)创建,AIMS 是一个非营利性贸易联盟,旨在促进采用一套通用的,无处不在的,基于标准的协议,以实现媒体和娱乐(M&E)以及专业音频/视频行业的IP互操作性。

IPMX 是一套建议的开放标准和规范,用于通过IP网络为ProAV市场传输压缩和未压缩的视频、音频和数据。 IPMX 提出 ISO 标准 JPEG-XS 作为基于 1G Ethernet 的视频处理压缩技术。

 

▶ 总结

创建了一个汇总表,如下所示,用于从不同角度比较四种 AVoIP 协议。

IPMX 是一个开放标准,它将具有最佳的互操作性,因为它起源于广播行业,经过一些修改后,完全符合 Pro-AV 行业。 我们当然可以依靠这种面向未来的技术。

NDI 是目前最受欢迎的标准,由于其6年的市场开发和复杂的SDK开发环境而被广泛接受。 它采用H.264和HEVC编解码器,使用现有的SOC解决方案,以实现最佳的性价比。

Dante AV 是一个新来者,并试图利用其音频普及来应对 ProAV AVoIP 市场,因此它将成为NDI的强大竞争对手。

SDVoE 凭借高品质、低延迟和高带宽特性,在高端市场占据主导地位。

 

▼ 表3:AVoIP协议对比表



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