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          從視頻編碼技術進步看H.265的應用趨勢

          閱覽次數:1,253 次  發布日期: -0001-11-30

          成都弱電公司訊:

          當下,H.265異?;馃?,各大安防監控廠家紛紛推出多系列產品,以??低暈槔?,推出了多個型號、多種類型的產品。同時,H.265作為一種視頻壓縮技術,不斷出現在各類安防雜志上,充斥著我們的眼球。那么,為什么歷史選中了H.265?

          視頻編碼技術的發展進步

          我們先來回顧一下安防的發展歷程。在2000年前后,第一臺DVR的問世,標志著成都視頻監控從CCTV時代走向數字化時代。此后數字化的進程一發不可收拾,并直接促成了后來的網絡化。到2007年,??低曂瞥隽藰I界首臺高清IPC,開啟了成都視頻監控網絡化、高清化的序幕。2018年,??低曂瞥隽巳蚴着_SmartIPC,標志著成都視頻監控正式步入了智能化時代。這一路走來,從產品形態、技術路線的演變上,我們可以清晰地看到一個主線——那就是IP化。與此同時,伴隨著安防產品IP化的發展,視頻編碼技術也在不斷的進步。

          假如再梳理視頻壓縮尺度發展的脈絡,視頻壓縮技術正一次次地改變著安防監控的歷史,推動著安防行業的深度發展。在安防監控的早期階段,MPEG-1、MPEG-2等算法被引入安防監控領域,促使了安防數字化時代的到來。在數字化階段后期,分別由兩個組織推出了H.263和MPEG4-P2,但也造成了多種視頻壓縮尺度充斥整個安防的混亂局面。眾所周知,尺度推出的目的是為了樹立一個通用規范,大家共同遵守,以節約資源、降低成本,然而尺度越多就意味著沒有共通的尺度遵循;同時由于這些尺度還不夠完善,無法推動安防更好的網絡化發展,也就意味著尺度急需統一和完善。H.264的出現結束了視頻壓縮多尺度的時代,其在編碼性能上的優勢,使整個安防行業大步向網絡化邁進。發展到現階段,H.264等視頻壓縮尺度已經不堪更高清的壓力,延緩著安防發展前進的腳步,安防需要一股更強大的力量來推進大聯網的發展。此時,作為新型視頻壓縮技術的H.265出現了。

          H.265,給人最直觀的感受似乎是“它將編碼效率提升了一倍以上,有效降低視頻輸出碼率?!贝_實,反復的比較測試已經表明,在相同的圖象質量下,相比于H.264,通過H.265編碼的視頻碼流大小比H.264減少大約39-44%。由于質量控制的測定方法分歧,這個數據也會有相應的變化。以目前主流的分辨率為例,1080p全實時只需要1.5~2M左右的碼率。此外,隨著分辨率的提升,H.265碼率降低也會更多,多次測試表明,H.265在4K超高清分辨率下也可獲得相比H.264降低50%~60%的碼率。無論在功能還是性能上,H.265幾乎都對H.264有著全面性的進步,是針對當前視頻壓縮尺度的全面超越,這也使得H.265無可爭議的成為了當下“最強”。

          采用最強視頻壓縮技術就必須要有配套的硬件性能提升來滿足需求,而安防硬件又恰恰已經為H.265準備好了。從安防監控硬件的發展來看,在數字化階段到來時,普遍采用的是ASIC架構,后來DSP架構的應用為MPEG-4等算法提供了很好的應用環境。隨著技術的發展,具備更強性能的SOC架構成為了主流,其初期做法是整合ARM和1~2個功能硬件,成本低、性能好,使得H.264可以在安防中大展拳腳,也促使了安防監控網絡化的進程。SOC架構發展到現在,已經進入大集成階段,可集成ARM、DSP、ISP、編碼模塊等多種功能硬件,即多核處理器。當前,多核處理器以高性能、低功耗等優勢正逐步取代傳統的單核處理器成為市場的主流。安防硬件的發展也已經為“一種更高效的視頻壓縮算法”做好了準備。

          縱觀安防監控的發展,視頻壓縮技術的進步直接推動了安防行業的前進,而硬件技術的發展則很好的保障了視頻壓縮技術的應用,三者一脈相承,使得H.265成為未來發展的必然趨勢,就像當初IP高清的出現一樣。由此可以發現,技術的創新引領著時代的進步,在當下講究效率的時代,H.265無疑是最好的選擇。

          H.265碼編技術具有明顯優勢

          H.265可有效降低成都視頻監控等應用的存儲成本與空間,使超高清成都視頻監控成為現實。隨著用戶對監控視頻質量的要求越來越高,高清視頻在安防監控中的應用越來越普及,由此帶來了存儲成本與空間的急劇上升。與現在正在使用的H.264編碼技術相比,H.265的高壓縮率特性能夠節省一半左右的存儲空間,從而顯著降低了視頻的存儲成本。隨著半導體技術的發展,解決了H.265計算復雜度的瓶頸后,在超高清監控應用方面,就像H.264替代之前的MPEG-2一樣,H.265必然會替代現在的H.264技術。

          壓縮性能的提升,碼率輸出的縮小,這也意味著H.265將進一步促使高清甚至超高清視頻在4G網絡下流暢傳輸。當今世界,移動性越來越強,人們日益需要隨時隨地、通過任何終端都能更便捷地獲取所需內容與服務。4G無線技術能以更低的單個比特成本支持更高的數據容量,從而顯著提高視頻業務的商用可行性。預計這種趨勢在未來幾年還將繼續,視頻內容的帶寬要求將進一步降低,運營商將獲得所需的解決方案和網絡靈活性,以經濟高效地向用戶提供真正的移動視頻和多媒體體驗。另一方面,移動終端的顯示屏技術正向著超高ppi與超高清分辨率的方向發展。因此,H.265的高壓縮率特性,將進一步促使高清甚至超高清視頻在4G網絡下流暢傳輸的應用普及。

          【結束語】正如前文所述,硬件發展已經成熟,H.265將在多核處理器終端上快速實現。多核處理器以其高性能、低功耗優勢正逐步取代傳統的單處理器成為市場的主流。隨著應用需求的擴大和技術的不斷進步,多核必將展示出其更為強大的性能優勢。H.265視頻編碼技術在設計時就將并行實現考慮在內。新添加的Tile劃分機制使得以往的slice、幀或GOP為單位的粗粒度數據并行機制更為靈活,更加適合于同構多核處理器上的并行實現。Dependentslice和WPP機制解決了以往H.264等編碼技術中熵編碼環節無法并行實現的問題,使得整個編解碼過程中DCT、運動估計、運動補償、去塊濾波、熵編碼等任務模塊的劃分更加均衡,從而顯著提高并行加速比。H.265,以發展的眼光來看高清的未來,條件已經具備,歷史已經到來。

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