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从视频编码技术的进步看H.265的应用趋势

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-06-12  来源:中国安防网  浏览次数:588
核心提示:当下,H.265异常火热,各大安防监控厂家纷纷推出多系列产品,以海康威视为例,推出了多个型号、多种类型的产品。同时,H.265作为一种视频压缩技术,不断出现在各类安防杂志上,充

  当下,H.265异常火热,各大安防监控厂家纷纷推出多系列产品,以海康威视为例,推出了多个型号、多种类型的产品。同时,H.265作为一种视频压缩技术,不断出现在各类安防杂志上,充斥着我们的眼球。那么,为什么历史选中了H.265?

  视频编码技术的发展进步

  我们先来回顾一下安防的发展历程。在2000年前后,第一台DVR的问世,标志着视频监控从CCTV时代走向数字化时代。此后数字化的进程一发不可收拾,并直接促成了后来的网络化。到2007年,海康威视推出了业界首台高清IPC,开启了视频监控网络化、高清化的序幕。2013年,海康威视推出了全球首台Smart IPC,标志着视频监控正式步入了智能化时代。这一路走来,从产品形态、技术路线的演变上,我们可以清晰地看到一个主线——那就是IP化。与此同时,伴随着安防产品IP化的发展,视频编码技术也在不断的进步。

  如果再梳理视频压缩标准发展的脉络,视频压缩技术正一次次地改变着安防监控的历史,推动着安防行业的深度发展。在安防监控的早期阶段,MPEG-1、MPEG-2等算法被引入安防监控领域,促使了安防数字化时代的到来。在数字化阶段后期,分别由两个组织推出了H.263和MPEG4-P2,但也造成了多种视频压缩标准充斥整个安防的混乱局面。众所周知,标准推出的目的是为了树立一个通用规范,大家共同遵守,以节约资源、降低成本,然而标准越多就意味着没有共通的标准遵循;同时由于这些标准还不够完善,无法推动安防更好的网络化发展,也就意味着标准急需统一和完善。H.264的出现结束了视频压缩多标准的时代,其在编码性能上的优势,使整个安防行业大步向网络化迈进。发展到现阶段,H.264等视频压缩标准已经不堪更高清的压力,延缓着安防发展前进的脚步,安防需要一股更强大的力量来推进大联网的发展。此时,作为新型视频压缩技术的H.265出现了。

  H.265,给人最直观的感受似乎是它将编码效率提升了一倍以上,有效降低视频输出码率。”确实,反复的比较测试已经表明,在相同的图象质量下,相比于H.264,通过H.265编码的视频码流大小比H.264减少大约39-44%。由于质量控制的测定方法不同,这个数据也会有相应的变化。以目前主流的分辨率为例,1080p全实时只需要1.5~2M左右的码率。此外,随着分辨率的提升,H.265码率降低也会更多,多次测试表明,H.265在4K超高清分辨率下也可获得相比H.264降低50%~60%的码率。无论在功能还是性能上,H.265几乎都对H.264有着全面性的进步,是针对当前视频压缩标准的全面超越,这也使得H.265无可争议的成为了当下最强”。

  采用最强视频压缩技术就必须要有配套的硬件性能提升来满足需求,而安防硬件又恰恰已经为H.265准备好了。从安防监控硬件的发展来看,在数字化阶段到来时,普遍采用的是ASIC架构,后来DSP架构的应用为MPEG-4等算法提供了很好的应用环境。随着技术的发展,具备更强性能的SOC架构成为了主流,其初期做法是整合ARM和1~2个功能硬件,成本低、性能好,使得H.264可以在安防中大展拳脚,也促使了安防监控网络化的进程。SOC架构发展到现在,已经进入大集成阶段,可集成ARM、DSP、ISP、编码模块等多种功能硬件,即多核处理器。当前,多核处理器以高性能、低功耗等优势正逐步取代传统的单核处理器成为市场的主流。安防硬件的发展也已经为一种更高效的视频压缩算法”做好了准备。

  纵观安防监控的发展,视频压缩技术的进步直接推动了安防行业的前进,而硬件技术的发展则很好的保障了视频压缩技术的应用,三者一脉相承,使得H.265成为未来发展的必然趋势,就像当初IP高清的出现一样。

  由此可以发现,技术的创新引领着时代的进步,在当下讲究效率的时代,H.265无疑是最好的选择。

  H.265码编技术具有明显优势

  H.265可有效降低视频监控等应用的存储成本与空间,使超高清视频监控成为现实。随着用户对监控视频质量的要求越来越高,高清视频在安防监控中的应用越来越普及,由此带来了存储成本与空间的急剧上升。与现在正在使用的H.264编码技术相比,H.265的高压缩率特性能够节省一半左右的存储空间,从而显著降低了视频的存储成本。随着半导体技术的发展,解决了H.265计算复杂度的瓶颈后,在超高清监控应用方面,就像H.264替代之前的MPEG-2一样,H.265必然会替代现在的H.264技术。

  压缩性能的提升,码率输出的缩小,这也意味着H.265将进一步促使高清甚至超高清视频在4G网络下流畅传输。当今世界,移动性越来越强,人们日益需要随时随地、通过任何终端都能更便捷地获取所需内容与服务。4G无线技术能以更低的单个比特成本支持更高的数据容量,从而显著提高视频业务的商用可行性。预计这种趋势在未来几年还将继续,视频内容的带宽要求将进一步降低,运营商将获得所需的解决方案和网络灵活性,以经济高效地向用户提供真正的移动视频和多媒体体验。另一方面,移动终端的显示屏技术正向着超高ppi与超高清分辨率的方向发展。因此,H.265的高压缩率特性,将进一步促使高清甚至超高清视频在4G网络下流畅传输的应用普及。

  结束语

  正如前文所述,硬件发展已经成熟,H.265将在多核处理器终端上快速实现。多核处理器以其高性能、低功耗优势正逐步取代传统的单处理器成为市场的主流。随着应用需求的扩大和技术的不断进步,多核必将展示出其更为强大的性能优势。H.265视频编码技术在设计时就将并行实现考虑在内。新添加的Tile划分机制使得以往的slice、帧或GOP为单位的粗粒度数据并行机制更为灵活,更加适合于同构多核处理器上的并行实现。Dependent slice和WPP机制解决了以往H.264等编码技术中熵编码环节无法并行实现的问题,使得整个编解码过程中DCT、运动估计、运动补偿、去块滤波、熵编码等任务模块的划分更加均衡,从而显著提高并行加速比。

  H.265,以发展的眼光来看高清的未来,条件已经具备,历史已经到来。

 
 
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