视频编解码技术由面向通用场景向专注定制场景发展演进

实时视频传输需要大量带宽，传输带宽在当今几乎所有的应用中都是有限资源。视频压缩通过去除数据冗余来降低比特率，从而减少传输带宽，但同时也要求比特率降低后人类视觉系统 (HVS)无法察觉出画面差异。对比已有的视频压缩编码技术，有效且处于领先地位的视频编解码器都实现了最大压缩效率并具备广泛兼容性，但这种通用方案并不完美。受处理能力、内存、带宽等限制，技术标准通常围绕可在硬件视频解码芯片上实现的内容而设计。早在1994年MPEG-2就迎合当时的芯片设计，九年后的AVC/H.264 (高级视频编码)以及再后来的HEVC/H.265 (高效视频编码)均是如此。

在技术进步的推动下，大约每10年就会出现新的视频编解码技术，其编码效率大约是上一代的2倍，由于很多工作使用软件定义架构完成，硬件处理能力也不再是绝对的限制因素。视频编解码器的设计不仅是最优编码效率与实现功能之间的权衡，还需综合考虑应用场景、知识产权、商业部署等因素。过去一年，EVC (Essential Video Coding，基本视频编码)、VVC/H.266 (Versatile Video Coding，通用视频编码)和LCEVC (Low Complexity Enhancement Video Coding，低复杂度增强视频编码)正式成为国际标准，其主要目标是为不同的应用场景提供显著的技术优势。EVC 和LCEVC 由ISO/IEC运动图像专家组 (MPEG)开发，VVC/H.266 由ITU-T 视频编码专家组 (VCEG)和ISO/IEC运动图像专家组 (MPEG)联合开发，它们在算法工具和应用场景上相互独立，各具特定技术优势，并专注于不同类型应用。

EVC的重大技术突破并不是编码效率，而是其基本档次(Baseline Profile)比AVC 的编码效率更高，同时免于授权，而且其主档次 (Main Profile)比HEVC的编码效率更高，且授权简单。EVC 的一个目标应用场景是作为流媒体和OTT (Over-The-Top)的替代视频编解码器，提供至少与现有AVC或HEVC编解码器相当的流媒体性能，且不涉及知识产权(IP)问题。EVC的开发目标是使用算法工具来获得最优编码效率，这些工具的专利有的已经过期，有的由版权所有者提供免于授权的基本档次 (Baseline Profile)或通过简单授权提供主档次 (Main Profile)。相比之下，VVC 和LCEVC在其他特定场景具有优势。VVC 非常适合8K 超高清电视、360 度全景视频、虚拟现实/增强现实(VR/AR)等需要极高编码效率的场景。当AVC于2003 年问世时，其目标场景是高清电视(HDTV)，十年后HEVC 问世时，其目标场景是4K 超高清电视 (UHD)和高动态范围 (HDR)应用。VVC的编码效率大约是HEVC 的2 倍，其覆盖各种专用工具，例如Web协作、屏幕共享或游戏和图形等应用程序的屏幕内容编码、参考图片重采样等。LCEVC 则是一种多分辨率视频编解码器，其基础层是任何已有视频编解码器，其所做的是处理原始视频格式并在其上添加增强层，首先以1/2分辨率对原始图像进行编码，然后对低复杂度增强层进行编码，最终效果是视频整体比特率降低，并具有相同或更优的图像质量。

综上所述，EVC、VVC/H.266 和LCEVC 这三种视频编解码技术体现了视频编码发展演进的重要趋势，编码效率不再是决定视频编码方案性能优劣的唯一关键要素，针对特定应用需求来设计高效的视频编解码器成为重要方向。数字电影原始图像具有极高码率的特点，图像编解码技术是数字电影发展与应用的基石，近年来在高新技术格式电影(High-tech format film)迅猛发展的背景下，伴随人工智能、机器学习、深度学习等智能科学技术在视频编码领域的发展与应用，数字电影智能图像编解码器的研制与应用成为必然趋势，并将在支撑电影产业的智能化升级中发挥重要作用。