在人們的固有印象中，似乎碼率越高，畫質(zhì)就越好。誠然，碼率的降低，意味著壓縮傳輸過程中保留的原始數(shù)據(jù)減少。正是數(shù)據(jù)的丟失，造成了最終顯示的圖像質(zhì)量變差。這看起來似乎很有道理，但事實真的如此嗎？

如果保留的數(shù)據(jù)，都是對最終顯示效果幾乎沒有影響的數(shù)據(jù)，那么采用高碼率的方式豈不是對帶寬的一種浪費嗎？真正聰明的編碼算法——摒棄冗余的數(shù)據(jù)，使用最低的碼率，傳輸最佳效果的圖像。而AVCiT魅視“ASE計算機屏幕編碼技術(shù)“正是這樣一種優(yōu)秀的編碼技術(shù)。

一、ASE之源起

在專業(yè)視聽領(lǐng)域，尤其是顯示控制和坐席控制領(lǐng)域，在各種指揮/調(diào)度中心、監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)中心、會議室等場所中，人們所使用的視頻圖像大約80%以上都來自于計算機等各種電子設(shè)備，這些視頻圖像通常由各種應(yīng)用軟件生成，圖像由文本、圖形、自然圖像以及計算機生成的動畫等混合而成，這類視頻圖像，統(tǒng)稱為計算機屏幕內(nèi)容。如下圖所示：

因為畫面是通過電腦軟件渲染出來的，所以包含了很多銳利的物體邊界，這些銳利邊界含有大量的高頻成分，常規(guī)算法很難達到有效的壓縮。同時，人的視覺對這些銳利邊界是非常敏感的，輕微失真所造成的模糊輕易就被感知到。在一定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，帶寬是有限的，攝像頭視頻或許可以透過降低畫面品質(zhì)來提供穩(wěn)定的服務(wù)，但是一旦加大屏幕內(nèi)容的壓縮率，失真會馬上導(dǎo)致字體的清晰度下降，這樣的用戶體驗是不能容忍的！傳統(tǒng)的H.264/H.265正是因為無法有效解決這些問題，以致于被許多用戶詬病。

1. 計算機屏幕內(nèi)容--圖像特點： ①無噪聲，色調(diào)較為離散； ②線條更加細膩，邊緣較為銳利； ③圖像的均勻平坦區(qū)域、重復(fù)圖案、相同塊較多。

2.監(jiān)控內(nèi)容--圖像特點：①包含傳感器的噪點較多； ②色調(diào)通常連續(xù)且紋理復(fù)雜。

鑒于計算機屏幕內(nèi)容圖像與安防監(jiān)控視頻內(nèi)容具有顯著不同的特點，同時為了應(yīng)對分布式系統(tǒng)在指揮調(diào)度中心等諸多應(yīng)用中愈加迫切的屏幕內(nèi)容圖像/視頻的編碼需求，AVCiT魅視通過自主研發(fā)的計算機屏幕編碼技術(shù)（avcit screen encoder，簡稱 “ASE”），針對H.265的編碼進行圖像增強處理，以達到4:4:4原生畫質(zhì)顯示效果。

其實早在上世紀90年代，人們已經(jīng)開始對計算機屏幕內(nèi)容編碼進行了研究。最早由ITU-T推出了Mixed Raster Content (MRC)編碼標(biāo)準；到了2016年，國內(nèi)AVS工作組發(fā)布了第一個AVS SCC工作草案。縱觀整個視頻壓縮編碼領(lǐng)域，華為、微軟等IT巨頭早已開始針對屏幕內(nèi)容編碼進行了大量研究并獲得眾多專利；阿里、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)巨頭相繼提出在低帶寬下加強屏幕內(nèi)容編碼的技術(shù)方案。

而在專業(yè)視聽領(lǐng)域，AVCiT魅視則是行業(yè)內(nèi)率先推出計算機屏幕內(nèi)容的編碼技術(shù)、并給出了完整解決方案的廠家。AVCiT魅視ASE計算機屏幕編碼技術(shù)的出現(xiàn)，讓用戶不必總在圖像質(zhì)量與算法、碼率與帶寬之間的進行艱難的權(quán)衡。突破了“在一條千兆網(wǎng)絡(luò)上傳輸50路4:4:4高質(zhì)量信號”的行業(yè)性技術(shù)瓶頸，滿足了用戶對“高分辨率、高幀率、高還原、高同步，低碼率、低延時”的視頻使用需求。

• 二、 ASE之技術(shù)亮點：

• 
  

（一）4:4:4原生畫質(zhì)

▲ 支持4:4:4全色度最高采樣錄制與輸出，保證最高的圖像品質(zhì)。相比降采樣的4:2:0的采樣方式，色度信息保留更加完整，達到原生級畫質(zhì)效果。

• 
  

• （二）HDR 與 10bit高色深

• 
  

▲ 與常規(guī)分布式產(chǎn)品的 8bit 位深度相比，ASE支持 10bit 位深度與HDR，可顯示的顏色數(shù)高達10.7億色，使顯示圖像色彩更加豐富，畫面過渡更加細膩，減少畫面斷層感，給用戶帶來更具沉浸式的感受。

（三）低碼率、低延時

▲ 基于H.265算法，配合AVCiT魅視自主研發(fā)設(shè)計的 FPGA+DSP 架構(gòu)視頻處理系統(tǒng)，可實現(xiàn)傳輸一路1080P 4:4:4原生級畫質(zhì)圖像僅需 20M碼率，端到端傳輸延時可低至一幀，帶來前所未有的使用體驗。

三、AES之應(yīng)用效果：

• （一）ASE編碼 - 文本成像效果

• 
  

▲ ASE技術(shù)特別對文本內(nèi)容編碼進行了增強處理，有效解決文本內(nèi)容在顏色突然跳變或顏色對比強烈條件下（如黑底紅字，黑底藍字，紅底黑字，紅底藍字等）文字顯示模糊的問題，使文字周邊非常清晰干凈，接近原圖。

• 
  

• 
  

• （二）ASE編碼 - 圖形(邊緣)內(nèi)容成像效果

• 
  

• 

• ▲ 針對屏幕圖形內(nèi)容編碼，ASE技術(shù)優(yōu)化算法，相對傳統(tǒng)編碼馬賽克明顯的情況，其圖像紋理信息顯示更清晰，邊緣顯示更加銳利，鋸齒感減少，過渡更平滑，效果更細膩。

• 
  

• （三）ASE編碼 - 線條內(nèi)容成像效果

• 
  

▲ 常規(guī)4:2:0采樣編碼方式，在顯示線條時，容易線條的顏色粗細改變或產(chǎn)生污點等現(xiàn)象，尤其在顯示斜線時，更是會出現(xiàn)發(fā)生斷層。ASE技術(shù)則會保留原圖的色彩細節(jié)，并保持色彩之間的鮮明過渡，使線條顯示連續(xù)、精細。

• 
  

• 四、 AES與其他編碼方式之綜合對比

• 
• 
  
• 
  
• 如果說分布式技術(shù)的出現(xiàn)是視聽行業(yè)一次重大技術(shù)革命，那么“計算機屏幕內(nèi)容編碼技術(shù)“毫無疑問，則是視聽行業(yè)的下一個風(fēng)口。計算機屏幕編碼技術(shù)的應(yīng)用，充分滿足了專業(yè)音視聽領(lǐng)域，音視頻發(fā)展對“碼率更低，畫質(zhì)更高”的圖像傳輸需求。
• 
  而AVCiT魅視ASE技術(shù)，帶來遠高于VC-2、JPEG2000的壓縮效率，也帶來高于H.265/H.264的圖像質(zhì)量。用戶不必再被“深壓縮、淺壓縮、雙引擎“等噱頭弄得暈頭轉(zhuǎn)向，不必在“H.265、VC-2、JPEG2000”等編碼方式中進行艱難權(quán)衡，更不必根據(jù)應(yīng)用場景不同在深/淺壓縮間進行來回倒騰。

• 
  

• 

• AVCiT魅視ASE計算機屏幕編碼技術(shù)已經(jīng)成功經(jīng)受住項目考驗。自發(fā)布以來，帶給了用戶完美的使用體驗感，并受到廣泛好評。
• 
  縱觀近幾年視頻編碼技術(shù)的發(fā)展，編碼技術(shù)發(fā)展日新月異，從2013年推出的H.265標(biāo)準再到剛發(fā)布不久的H.266標(biāo)準，視頻編碼技術(shù)的革新，前后十年時間都不到；從過去的存儲到當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)帶寬，視頻標(biāo)準每一代的更新進步，對科技應(yīng)用都帶來了極大的影響和推動。為了能夠持續(xù)推進視頻壓縮標(biāo)準的進步，在國際視頻標(biāo)準組織中，各公司的專家通過不斷研究和貢獻，使得每一代新的標(biāo)準都能在同樣視頻質(zhì)量下達到50%左右的碼率降低。
• 
  無論視頻編碼技術(shù)的標(biāo)準如何更新，始終不變的是——“用更低的碼率傳輸更高質(zhì)量的視頻圖像”這一目的。尤其是專業(yè)視聽領(lǐng)域在顯示控制和坐席管理方面，在有限的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，提供更好的圖像質(zhì)量是所有用戶的核心訴求。而未來計算機屏幕編碼技術(shù)將會如何繼續(xù)大放異彩，拭目以待！