超高清视频会议所需带宽分析 ---1M带宽应用720P是否可能?

1、首先计算720P(1280×720)单幅图像照片的数据量

每像素用24比特表示,则:720P图像照片的原始数据量= 1280×720×24/8/1024=2700 KByte

2、计算视频会议活动图像的数据量

国内PAL活动图像是每秒传输25帧。数字动态图像是由I帧/B帧/P帧构成。其中I帧是参考帧:可以认为是一副真实的图像照片。B帧和P帧可简单理解为预测帧,主要是图像的增量变化数据,数据量一般较小。极限情况下,25帧均为I帧,即每帧传输的图像完全不同。则:

720P活动图像的每秒传输的极限数据量= 2700 KByte×25 = 67500 Kc传输Bit流= 67500×8 = 540000 Kbit/S,即528M的带宽。

在实际视频会议应用中,由于有固定场景,因此以传输增量数据为主(传输以B帧和P帧为主),一般在10%-40% 之间,40%为变化较多的会议场景。计算如下:

增量数据在10%的情况下,原始数据量= 2700 KByte×10%×24×+ 2700 KByte =9180 KByte/s = 72 Mbit/s

增量数据在20%的情况下,原始数据量= 2700 KByte×20%×24×+ 2700 KByte =15660 KByte/s = 123 Mbit/s

增量数据在40%的情况下,原始数据量= 2700 KByte×40%×24×+ 2700 KByte =28620 KByte/s = 224 Mbit/s

3、H.264压缩比

H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率,在同等图像质量的条件下,H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上,是MPEG-4的1.5~2倍。举个例子,原始文件为88GB,用MPEG-2压缩后为3.5GB,压缩比为25∶1,而采用H.264压缩后为1.1GB,从88GB到1.1GB,H.264的压缩比达到惊人的80∶1。

4、采用H.264压缩后的净荷数据量

视频会议中都对原始码流进行编解码压缩,采用H.264。压缩比取80:1。计算如下:

在10%的情况下,压缩后的净荷数据量= 72/80 = 0.9 Mbit/s

在20%的情况下,压缩后的净荷数据量= 123/80 = 1.6 Mbit/s

在40%的情况下,压缩后的净荷数据量= 224/80 = 2.8 Mbit/s

5、采用H.264压缩后的传输数据量

加上网络开销,传输数据量= 净荷数据量* 1.3

在10%的情况下,压缩后的传输数据量= 0.9 * 1.3 = 1.17 Mbit/s

在20%的情况下,压缩后的传输数据量= 1.6 * 1.3 = 2.08 Mbit/s

在40%的情况下,压缩后的传输数据量= 2.8 * 1.3 = 3.64 Mbit/s

6、厂商情况

部分厂商宣传的1M 720P超高清应用,有诸多使用限制。如宝利通在其《HDX管理员指南》P56中明确指出:“在将视频质量设置为“清晰度”时,系统将以1Mbps或更高速率发送HD视频。在将视频质量设置为“动作”时,系统将以2Mbps或更高速率发送HD视频。

宝利通对于“清晰度”和“动作”的定义:

• 清晰度-图像将会很清晰,但在低呼叫速率下有中到大量动作时,可能导致丢失某些帧。清晰度只能用于点对点H.263 和H.264 呼叫。

• 动作-该设置用来显示人物或其它带有动作的视频。

经过计算和实际应用,1M带宽无法满足流畅的720P超高清动态应用。

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