HDMI和SDI区别在哪里?IP地址端口映射是什么?何为H.264和H.265?

百科   2024-09-29 21:42   北京  
一、视频接口HDMI和SDI有哪些区别?
HDMI和SDI这两种接口,是目前视频传输使用最广泛的接口,有着不同的使用场景和特点。
1.应用场景不同。HDMI是目前应用最广泛的视频传输接口,比如常见的电视、电脑、相机等设备都有HDMI接口。HDMI主要用于消费电子间短距离传输视频的应用场景。通过标准化的HDMI接口,可以方便地让不同产品、不同品牌的设备之间实现音视频输入/输出。SDI接口一般应用在广电行业,是一种专用的视频传输接口,主要用于电视直播设备,演播设备,音视频制作设备多视频传输。SDI具有较强的抗干扰性,适合长距离传输视频。

电脑的HDMI接口
2.信号格式不同。HDMI传输支持高清晰视频和多声道音频的传输,支持多种视频格式,包括720P、1080P、4K和8K,以及多种音频格式,包括Dolby Digital、DTS和PCM。SDI传输的是未压缩的数字视频信号,主要用于标(SD)、高清(HD)、3G、6G和12G SDI信号,适用于不同分辨率和帧率的视频。

3.接口不同。HDMI的接口比较丰富,包括标准的Type A(常见于电视和显示器)、Mini HDMI(Type C,常见于便携设备)和Micro HDMI(Type D,常见于更小的设备);HDMI接口没有锁定性,在特殊场景应用容易脱落。SDI采用BNC接口,使用同轴电缆连接,接口具有锁定能力,适合专用设备保持其连接稳定性应用。

4.传输介质不同。HDMI线缆使用铜线传输,一般不超过十米,信号衰减较强,不建议长距离传输。虽然现场有很多延长手段,但也增加了其传输不确定性。SDI采用屏蔽性能更好的同轴电缆传输。单根电缆可以传输上百米,适合专业影视制作,直播环境内的可靠视频传输。

5.成本不同。由于HDMI设计为大众消费品应用,其普及量较高,,设备和线缆价格较低,配套产品比较丰富。SDI专为广电领域设计应用,其应用造价较高,配套设备采购条件比较复杂,总体应用成本较高。

二、什么是IP地址端口映射?
我们的设备安装在企业内部,配置的是内网地址,那么对于公网上的设备是无法访问的。这时,就需要与宽带运营商申请一个公网IP地址,并在路由器或者防火墙上,将公网的IP地址映射到内网才可以实现公网设备的跨网通信需求。
无人机直播服务器端口映射
比如我们在内网部署一套用于无人机推流直播的思载科技无人机直播服务器。这时在外网的无人机手柄是无法访问这个内网IP的。我们申请一个公网IP地址,将其映射到内网的服务器上。无人机在互联网上配置对应公网IP的推流地址,就可以把视频流推送到内网的直播服务器上。人们可以在公网通过公网调看无人机视频画面。也可以在内网使用内网地址查看,同时可以输出各种视频流与内网的其它设备进行互通。

多台设备的公网地址映射
在很多情况下,我们在项目中可能只有一个公网IP地址,但是内网需要提供服务的服务器可能会有很多台。比如我们在内网有三台服务器,都需要对外映射Web服务器;但是只有一个公网IP地址,这时就需要用不同的端口号对服务器进行区分。在内网的服务器地址分别是192.168.2.101,192.168.2.102,192.168.2.103。在路由器上配置相应的Web端口,192.168.2.101对应端口8080,192.168.2.102对应端口8090,192.168.2.103对应端口8091,这样通过外网端口映射,我们在访问外网IP地址x.x.x.x:8080,路由器就把数据传输到192.168.2.101这台服务器上,其它服务器访问方法以此类推,就实现了一个公网IP提供多台内网设备的访问服务。

IPV4(Internet Protocol Version 4)互联协议版本4,IPV5在实验中已经夭折,替代IPV4的将是IPV6(IPV4地址比如:192.168.1.1、114.114.114.114,IPV6地址比如:2001::1)。


三、什么是H.264和H.265?
H.264和H.265是两种广泛应用于视频压缩和传输的编码标准。H.264也被称为高级视频编码(AVC),是目前使用最广泛的视频压缩格式,应用在网络流媒体、蓝光光盘、网络摄像头等多种领域,适用于Netflix和YouTube等流媒体服务。而H.265,即高效视频编码(HEVC),则是H.264的继任者,提供了更高的压缩效率和更优质的图像质量,并支持更高的分辨率,如4K和8K视频。
(一)H.264是目前最主流的视频编码
H.264将每个视频图片划分为小块。然后,将这些块与上一帧和下一帧画面进行比较,以找到保存它们的最佳方法。也就是,尽量只保存每帧画面不同的信息。播放视频时,则是在相同画面信息“背景”上,“解压”回放不同部分。这使视频看起来流畅清晰,毕竟实际上CPU或者显卡“解压”的信息很少。 

因此,H264有着不小的优势:1. 广泛兼容性:H.264几乎被所有的设备和平台支持,从智能手机、平板电脑到高清电视和流媒体设备,无所不包。这种兼容性使得用户可以在各种设备上无缝播放视频。2. 较低的硬件需求:相比H.265,H.264对硬件的要求较低,适合更多的应用场景。3. 高压缩率:相较于早期的视频压缩标准比如VCD的MPEG,H.264提供了更高的压缩效率(比如,原始文件的大小为100GB,使用MPEG-2标准进行压缩会将其减少到4GB,压缩比为25:1;使用H.264压缩标准将其压缩到980MB,实现了102:1的惊人压缩比),可以在保持较好画质的前提下显著减少文件大小。

(二)H.265是4K时代的新宠儿
H.265针对H264的问题,采用了非固定大小的块这个模式来保存视频帧的信息,可以通过比较上下帧的信息,灵活决定分块存储的大小和固定“背景信息”块的大小,因此更加智能和准确,效率更高,压缩率也更高。但是这种比较计算量更大,因此H.265需要性能更好的CPU或者显卡编码解码器。

因此,H265的优势在于:1.更高的压缩效率和更小的带宽需求:H.265在相同图像质量下的文件大小仅为H.264的一半左右,尤其适合现在的在线视频平台。2.支持更高分辨率:H.265设计之初便考虑了对超高清分辨率(如4K和8K)高码率视频的支持。不过,这些优势都是建立在需要有较高的硬件需求基础上,而且有不少老旧设备和软件不支持H.265解码,尤其是硬件解码,这可能会导致兼容性问题和性能问题,特别是在需要跨平台播放和传输视频的情况下。

PS:流畅看480P、720P、1080P、2K、4K视频一般需要多大带宽?
看视频都喜欢看高清,一般来说看电影不卡顿需要多大带宽呢?以4K为例:视频分辨率4092*2160,每个像素用RGB三个256色(8bit)的数据表示,帧数为60fps,则1秒钟画面的数据量是:4096*2160*3*8*60≈11.9Gbps。此外,声音大概是视频数据量的十分之一,因此,4K视频1秒的数据量大概是13Gb≈1.6GB。所以,理论上要想流畅看4K,下载速度需要达到1.6GB/s。目前,绝大部分的家用路由器、手机、电脑、网线等设备至多是千兆(1000Mbps=1Gbps),而13Gbps至少需要万兆网卡、交换机和网线的支持,这显然不现实。以上推导未考虑视频都会经过编码和压缩然后再传输。根据H.265编码标准,编码后视频的压缩比是350~1000;1秒4K视频经过压缩后,大概是13Mb~38Mb(即1.7MB/s~5MB/s的下载速度就可以),这个数据我们能接受。

类似地,计算出来流畅看480P、720P、1080P、2K、4K视频一般需要的带宽:

480P(普清):通常需要的带宽约为1-2Mbps,可保证视频流畅播放,不会出现明显的缓冲或卡顿。
720P(高清):建议的带宽约为3-5Mbps,可确保视频播放顺畅,画面质量较高。
1080P(全高清):建议的带宽为5-8Mbps,这能够提供更清晰的画面和更好的观看体验。
2K:建议的带宽约为6-10Mbps,可以保证视频播放流畅且画质优良。
4K(超高清):建议的带宽至少为25Mbps,但根据视频的编码方式(如H.265/HEVC相比H.264可以减少约50%的带宽需求),实际所需的带宽可能在12-40Mbps之间。为了获得最佳的观看体验,建议使用50Mbps以上的带宽。
注意:以上带宽需求是在理想条件下的估算值。实际使用时,你还需要考虑网络环境、视频源的编码效率、网络拥堵程度等因素。此外,如果你的家庭网络中有多个设备同时在线,那么总的网络带宽需求会相应增加。因此,选择合适的宽带时,建议根据家庭成员的网络使用习惯和需求进行综合考量。

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