6 Практических советов по оптимизации задержки, битрейта и качества видео

6 Практических советов по оптимизации задержки, битрейта и качества видео

Пытаетесь получить максимальный результат от своего кодера? Когда дело доходит до лучших практик кодирования видео, первый шаг — начать с четкого понимания вашей цели. Каких результатов вы пытаетесь достичь? Каждый вариант использования индивидуален: вам нужно передать 4K видео безупречного качества для важного вещательного события, или вам нужна сверхнизкая задержка для двунаправленных интервью, или, может быть, вы столкнулись с ограничениями пропускной способности? Каким бы ни был ваш вариант использования, получение необходимых результатов иногда требует тонкого баланса и компромиссов между качеством изображения, занимаемой полосой и задержкой.

Вам помогут 6 практических советов. Оптимизируйте настройки вашего кодера и передавайте видео с наилучшим результатом.

Haivision Play Pro для IOS

Оптимизируйте свои рабочие процессы
потоковой передачи в реальном времени

Совет #1: Используйте HEVC

По возможности выбирайте кодек HEVC/H.265. Несмотря на то, что многие рабочие процессы широковещания используют для сжатия видео кодек AVC/H.264, HEVC обеспечит почти вдвое большую эффективность использования пропускной способности. Поток HD 5 Мбит/с в формате HEVC обеспечит значительно лучшее качество изображения, чем H.264. HEVC также можно использовать при ограниченной пропускной способности, поток HD 3 Мбит/с в HEVC будет сопоставим с 5 Мбит/с в H.264. Некоторые кодеры позволяют выбирать различные профили кодирования для разных уровней качества изображения. Например, в кодере Makito X4 доступен ряд профилей как для HEVC/H.265, так и для AVC/H.264 с глубиной пикселей 8 или 10 бит, параметрами подвыборки цветности 4:2:0 или 4:2:2. Стоит отметить, что более высокие профили обычно приводят к более высокой скорости передачи данных и требуют больше ресурсов для декодирования, в отличие от более низких.

Совет #2: Обратите внимание на параметры структуры GOP и Framing

Group of Picture (GOP) или группа изображений — это несколько видеокадров, сгруппированных вместе для кодирования в H.264 или HEVC. Рука об руку с GOP идет кадрирование. I-кадр, или также известный как ключевой кадр, является основным ориентиром для последующих кадров P и B в GOP. I-кадры содержат наибольшее количество данных, в то время как P-кадры содержат только различия между ними и предыдущим I-кадром, а B-кадры содержат как прямые, так и обратные изменения, что приводит к еще более эффективному сжатию. Выбор правильной комбинации и количества кадров I, P и B является ключом к оптимизации качества видео. Для Makito X4 вы можете выбрать один из следующих 6 вариантов:

I: Только I кадры (высочайшее качество, наименьшая эффективность полосы пропускания)
IP: только I и P кадры (высокое качество изображения, эффективное сжатие)
IBP: кадры I, B и P
IBBP: I, BB (два последовательных кадра B) и P кадр
IBBBP: I, BBB (три последовательных кадра B) и P кадр
IBBPBBP: I, BBBBB (четыре B-кадра последовательно) и P-кадр (самая высокая задержка на кодирование; самая высокая эффективность передачи данных  = меньшая полоса)

Длина GOP обозначает количество кадров между двумя I-кадрами. За счет увеличения длины GOP будет меньше I-кадров за один временной интервал, что сводит к минимуму потребление полосы пропускания. Так, например, для чрезвычайно сложных сюжетов, таких как водные виды спорта или режим экшн, вам захочется использовать более короткую длину GOP, к примеру 15 или ниже, что обеспечивает превосходное качество видео. Для более статичного видео, такого как интервью, гораздо большие размеры GOP не только достаточны, но и более эффективны. Чем больше размер GOP, тем эффективнее сжатие и тем меньше потребуется пропускная способность.

6 Практических советов по оптимизации задержки, битрейта и качества видео

Совет #3: Включите сетевое адаптивное кодирование

В идеальном мире перегрузка сети не была бы проблемой, но, к сожалению, такие ограничения все еще существуют. IP-сети, особенно общедоступный Интернет, могут быть ненадежными. Всякий раз, когда существует вероятность того, что ваша пропускная способность не гарантирована, вам следует рассмотреть возможность использования режима сетевого адаптивного кодирования (NAE), если оно поддерживается вашим кодером. NAE снижает риск сбоя потока даже при значительных колебаниях пропускной способности сети. При обнаружении изменений в условиях сети NAE динамически регулирует уровень сжатия потока кодера в режиме реального времени. Это гарантирует, что видеопотоки будут непрерывными и постоянными в наилучшем качестве в данный момент времени по самым непредсказуемым сетям.

Совет #4: Не забывайте про звук

При расчете битрейта для вашего видеопотока не забудьте учесть аудио. Хоть и не такой высокий, как для видео, битрейт аудио может быть значительным, особенно при передаче нескольких аудиоканалов. Кодер Makito X4 может кодировать до 32 каналов аудио в парных группах, а битрейт каждого аудио может быть настроен в диапазоне от 16 до 576 кб/с. В зависимости от вашей задачи вам может не требоваться слишком качественный звук, и в этом случае может быть достаточно 96 или 128 кб/с. Если качество звука имеет первостепенное значение, рассмотрите скорость 192 кбит/с или выше. В любом случае, не забудьте включить аудио битрейт в свой общий доступный битрейт потока.

Совет #5: Учитывайте подвыборку цветности и глубину пикселей

В зависимости от вашего приложения вы можете выбрать различные комбинации субдескретизации (подвыборки) цветности и глубины пикселей, чтобы обеспечить необходимую точность цветопередачи и предотвратить появление артефактов в последующих рабочих процессах. Уменьшая объем информации о цвете в видеосигнале, подвыборка цветности позволяет поддерживать четкость изображения при эффективном уменьшении беитрейта до 50%. Распространенные форматы подвыборки цветности включают:

4:4:4 – несжатое видео без подвыборки цветности, полностью передает данные как о яркости, так и о цвете.
4:2:2 – имеет половину цветности 4:4:4 и уменьшает полосу пропускания несжатого видеосигнала на треть практически без визуальной разницы.
4:2:0 – имеет одну четверть цветности 4:4:4 и уменьшает полосу пропускания несжатого видеосигнала вдвое по сравнению с отсутствием подвыборки цветности.

Бытовые телевизоры и приставки отображают видеоконтент в режиме 4:2:0, поскольку визуальное изображение неразличимо для зрителей. Однако некоторые инженеры вещания предпочитают работать с источниками видео в режиме 4: 2: 2, поскольку это может предотвратить появление артефактов при дальнейшей обработке контента перед отдачей зрителю.

Пиксель или глубина цвета — это количество основных красных, зеленых и синих цветов, которые хранятся в видеокадре, а количество оттенков определяет битовую глубину изображения. В то время как большая часть доставляемого видеоконтента закодирована в 8-битном формате, когда дело доходит до рабочих процессов трансляции 4K или HDR, предпочтительнее становится использовать 10-бит. 10-битное видео значительно расширяет диапазон доступных цветов (с 16,8 миллиона до 1,06 миллиарда оттенков), тем самым предоставляя больше возможностей и контроля над тем, как обрабатывать контент, предотвращая видимые эффекты полос и позволяя корректировать цвет на лету. Однако использование 10-битного видео вместо обычного 8-битного влияет на пропускную способность.

6 Практических советов по оптимизации задержки, битрейта и качества видео

Совет #6: Используйте возможности SRT

Разработанный компанией Haivision, Secure Reliable Transport (SRT) представляет собой транспортный протокол с низкой задержкой и открытым исходным кодом, который оптимизирует производительность потоковой передачи в “шумных”, непредсказуемых сетях, таких как общедоступный Интернет. Для успешной потоковой передачи видео через Интернет без ущерба для качества изображения требуется некоторая форма исправления ошибок в рамках протокола потоковой передачи для предотвращения потери пакетов. Различные типы исправления ошибок приведут к задержке, но некоторые больше, чем другие – SRT использует исправление ошибок ARQ, чтобы помочь предотвратить потерю пакетов при одновременном снижении задержки. Доступный бесплатно, как часть экосистемы Haivision, SRT обеспечивает требуемое качество обслуживания при возникновении таких проблем, как потеря пакетов, джиттер, задержка и колебания пропускной способности. SRT обеспечивает сквозную безопасность и отказоустойчивость наряду с динамической настройкой конечных точек на основе сетевых условий в режиме реального времени, чтобы всегда обеспечить передачу видео наилучшего качества в доступных сетях. Выбрав SRT в качестве протокола потоковой передачи, вы можете выбрать задержку для исправления ошибок, включить шифрование AES, если это необходимо, и отрегулировать Overhead трафик в случае сбоев связи, приводящих к необходимости повторной передачи пакетов.

6 Практических советов по оптимизации задержки, битрейта и качества видео

 

Достижение более высокого качества просмотра для конечного пользователя обычно означает более высокое разрешение и частоту кадров и, следовательно, более высокие требования к пропускной способности. В то время как новые технологии и продвинутые кодеки стремятся уменьшить задержку, поиск правильного баланса всегда будет иметь важное значение. В конечном счете, индивидуальный целевой вариант использования определит наилучший баланс в этом треугольнике настройки режима кодирования видео и его потоковой передачи. Для приложений, где задержка имеет решающее значение, таких как видеонаблюдение и ISR, качество изображения часто можно обменять в пользу минимальной задержки. Однако в тех случаях, когда имеет значение качество видео в реальном времени, задержка может быть немного увеличена для поддержки расширенной обработки видео и исправления ошибок. Обеспечивая оптимальное сочетание эффективности пропускной способности, высокого качества изображения и низкой задержки, зрители могут наслаждаться отличной трансляцией в любой сети.

Хотите узнать больше?
Посмотрите, как легко настроить видеопоток 4K на кодере Makito X4.

 

Поделиться постом