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為什麽曆史選中了H.265

2015-6-18 11:21:21      點擊:

H.265作為一種視頻壓縮技術,不斷出現(xiàn)在各類(lèi)安防雜誌(zhì)上,充斥(chì)著我們的眼球。那麽,為什麽曆史選中了H.265?


當下,H.265異常火熱(rè),各大安防監(jiān)控廠家紛紛推出多係列產品,以(yǐ)海康威視(shì)為(wéi)例,推出了多個型號、多種類型的產品。同時(shí),H.265作為一種視頻壓縮技術,不斷出現在各類安防雜誌上,充斥著我們的眼球。那麽,為什麽曆史選中(zhōng)了H.265?

視頻編碼技術的發展(zhǎn)進步

 

我們先來回顧一下安防的發展曆程(chéng)。在2000年前後(hòu),第一台(tái)DVR的問世,標誌(zhì)著視頻監(jiān)控從CCTV時代走向數字化時代(dài)。此後數字化(huà)的(de)進程一發不可收拾,並直接促成了後來(lái)的網絡化。到2007年,海康威視推出了業界首台高清IPC,開啟了視頻監(jiān)控網絡化、高清化的序幕。2013年,海康(kāng)威視推出了全球首台SmartIPC,標誌著(zhe)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(yǐ)清晰地看到一(yī)個主線——那(nà)就是IP化。與此同時,伴隨著安防產品(pǐn)IP化(huà)的發展,視頻編碼技術也在(zài)不斷的進步。

如果再梳理視頻壓縮標準(zhǔn)發展的脈絡,視頻壓縮技術正一次次地改變著安防監控的曆史,推動著安防行業的深度發展。在安防監控(kòng)的早期階段,MPEG-1、MPEG-2等算法被引入安(ān)防監控領域,促使了安防數字化時(shí)代的到來。在數(shù)字化階段後期,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標準充斥整個安防的混亂局麵。眾所周知,標準(zhǔn)推出的目的是為了樹立一個通用規範,大家(jiā)共同遵守,以節約資源、降低成本,然而標準越多就意味著沒有共通的標準遵循;同時由於這些標(biāo)準還(hái)不夠完善,無法推動安防更好的網(wǎng)絡化發(fā)展,也就意味著(zhe)標準急需統一和完善(shàn)。

 

H.264的出現結束了視頻壓縮多標準的時代,其在編碼性能(néng)上的優勢,使整(zhěng)個安防行業大步向網絡化邁進。發展到現階段,H.264等視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)已經不堪更高(gāo)清的壓力(lì),延緩著安防發展前進(jìn)的腳步,安防需要一股更強大的力量來(lái)推進大聯網的發展。此時(shí),作為新型視頻壓縮技術的(de)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(shēng)了一倍以上,有(yǒu)效降低視頻輸出碼率。”確實,反複(fù)的比較(jiào)測試(shì)已經表明,在相同的圖象質量下,相比於H.264,通過H.265編碼的(de)視頻碼流(liú)大小比H.264減少大約39-44%。由於質量控製(zhì)的測定方法不同,這個數據也會有相應的變(biàn)化。

以目前主流的分辨率為例,1080p全實時隻需要1.5~2M左右(yòu)的碼率。此外,隨(suí)著(zhe)分辨率的提(tí)升,H.265碼率降低(dī)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(hū)都對H.264有著全(quán)麵性的進步,是針對當前視頻壓縮標準的全麵超(chāo)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(pín)壓縮技術就必須要有配套的硬件性能提升來滿(mǎn)足需求,而安防硬件(jiàn)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(zì)化階段到來時,普遍采用的是ASIC架構,後來DSP架構的應用為MPEG-4等算法(fǎ)提供了很好的應用環境。

隨著技術的發展(zhǎn),具備更強(qiáng)性能的SOC架構成為了主流(liú),其初期做法是整合ARM和1~2個(gè)功能硬件,成本低(dī)、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(fā)展到現在(zài),已經進入大集成階段,可集成ARM、DSP、ISP、編碼模塊等多種(zhǒng)功能硬件,即多核處理器。當(dāng)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(dān)核處(chù)理器成為市場(chǎng)的主流。安防硬件的發展也已經為“一種更高效(xiào)的視頻壓縮算法”做好了準備。

縱觀安防(fáng)監控的發展,視頻壓縮(suō)技術(shù)的進步直接推動了安防(fáng)行業的前進,而硬件技術的發展則很好的(de)保障(zhàng)了視頻壓縮技術的(de)應用,三者(zhě)一脈相承,使得H.265成為未來發(fā)展(zhǎn)的必(bì)然趨勢(shì),就像當初IP高清的出現(xiàn)一樣。

由此可以發現,技術的創新引領著時代的(de)進(jìn)步,在當下講究效率的時代,H.265無疑是最好的選(xuǎn)擇。

H.265碼編技術(shù)具有(yǒu)明(míng)顯優勢

 

H.265可有效降低視頻(pín)監控等(děng)應用的存儲成本(běn)與空間(jiān),使超高清(qīng)視頻監控成為現實。隨著用戶對監(jiān)控視頻質量的要求越來越高,高(gāo)清視頻(pín)在安防監控中的應用(yòng)越來越普及,由(yóu)此帶來了存儲成本與空間的急劇上升。與現在正在使(shǐ)用的H.264編碼技術(shù)相比,H.265的高壓縮率特性能(néng)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(fā)展,解決了H.265計算(suàn)複雜度的瓶頸後,在超高清監控應用方麵,就像(xiàng)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(yě)意(yì)味著(zhe)H.265將進一步(bù)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(yuè)來越強,人們日益需要隨時隨地、通過任何終端都能更(gèng)便捷地獲取(qǔ)所需內容與服務。4G無線技術能以更(gèng)低的單個比特成本支持(chí)更高的數據容量,從而顯著提高視頻業務的商用可行(háng)性(xìng)。預計這種趨勢在(zài)未來幾年還將繼續,視頻內容的帶寬(kuān)要求將進一步降(jiàng)低,運營商將獲得所(suǒ)需的解(jiě)決方案和網絡靈活性,以經濟高效地向用(yòng)戶提供真正的移動視頻和(hé)多媒體體驗。另一方麵,移動終端的顯示屏技術正向(xiàng)著超(chāo)高ppi與超高清分辨率的方向發(fā)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(luò)下流暢傳輸的應用普及。

正如前文所述,硬件(jiàn)發展已經成熟,H.265將在(zài)多核處理器終端上快速實現。多核處理器以其高性(xìng)能、低功耗優勢正逐步取代傳統的單處理器(qì)成為市場(chǎng)的主流。隨著應用需(xū)求的擴大和技(jì)術的不斷進步,多核必將展(zhǎn)示出其更為強大的性能優勢。H.265視頻編碼技術在設計(jì)時就將並行實現考慮在內。

新添加的Tile劃分機製使得以往的(de)slice、幀或GOP為單位的粗粒度(dù)數據並行機製更為靈活,更加適合於同構多核處(chù)理器上的並行實現。Dependentslice和WPP機製解決了以(yǐ)往(wǎng)H.264等編碼技術中熵編碼環節無法並行實現的問(wèn)題,使得整個編解(jiě)碼過(guò)程(chéng)中DCT、運動(dòng)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(gāo)並行加速比。

H.265,以發展的眼光來看高清(qīng)的未來,條件已經具備,曆史(shǐ)已經(jīng)到來。

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