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H.265视频编码标准落地应用潮火热来袭

浏览次数: 日期:2014年9月15日 09:11

有没有一种方案,既大幅降低码流,又保证高质量的图像画质呢?答案是采用更先进的视频编码技术H.265/HEVC。与H.264/AVC相比,H.265/HEVC的最大本领是可以在维持画质基本不变的前提下,让数据传输带宽缩减至H.264/AVC的一半。同时其还支持最高为7680×4320的分辨率,因此不管是以后的4K或者是更高级别的超高清视频,我们同样可以通过H.265/HEVC格式进行编码。

  众所周知,高清化、网络化、智能化是视频监控发展的趋势。当前整个安防行业的发展,无论是在行业项目如平安城市、交通、银行、公检法司系统等行业系统,还是在民用系统如社区、楼宇、家庭看护等,都逐步迈入了高清时代,并且向高分辨率持续升级。高清视频监控在向着高清化、网络化持续升级的同时,也面临着两个最主要的问题:

  网络传输带宽问题

  目前高清网络摄像机可以提供100万、200万、500万甚至更高像素的视频图像,以1080P为例,在画面流畅、画质良好的情况下,码流一般为6~8Mbit左右,如果一个系统中有几百、上千个高清监控点,那么整个网络的数据流就会相当的庞大。在网络传输中可能同时有用作存储的视频流,有实时和回放查看的视频流,有第三方系统需要调用的视频流,这样势必会给网络交换设备、服务器等造成非常大的压力,甚至引发网络崩溃,从而影响整个网络的稳定性。因此,面对有限的网络带宽如何满足庞大的数据流传输以及合理规划视频流的走向,已经成为高清监控必须要解决的首要问题。

  海量数据存储问题

  高清视频的存储会给存储设备带来非常大的压力,除了高码流会消耗更大的存储空间外,对存储设备的稳定性、可靠性、安全性也提出了更高的要求,如果存储设备性能不足,将会影响视频数据的正常写入。

  有没有一种方案,既大幅降低码流,又保证高质量的图像画质呢?答案是采用更先进的视频编码技术H.265/HEVC。与H.264/AVC相比,H.265/HEVC的最大本领是可以在维持画质基本不变的前提下,让数据传输带宽缩减至H.264/AVC的一半。同时其还支持最高为7680×4320的分辨率,因此不管是以后的4K或者是更高级别的超高清视频,我们同样可以通过H.265/HEVC格式进行编码。

  H.265/HEVC的前世今生

  2003年前后,ITU-T VCEG(视频编码专家组)就启动了名为NGVC(Next-Generation Video Coding)的“探索”工程,其目的即在研究压缩性能超过H.264/AVC的“下一代视频编码”方案。但遗憾的是,H.264/AVC已经代表了当时最高水准的视频压缩技术,所以几经努力但收效甚微。

  2005年前后,基于H.264/AVC的各种改进方案被搜集起来,并组成了一个名为KTA(Key Technical Areas)的编码器。KTA算是“下一代视频编码”方案的一个雏形,并在随后的几年时间内不断沉淀各种改良算法。2009年6月,在MPEG举行的call-for-evidence活动中,历经6年锤炼的KTA被证明:针对高分辨率的视频源,KTA能够将H.264/AVC的压缩性能提高约30%。

  2010年1月,被“30%提升”激励的委员们终于挺直腰杆宣布组建联合工作组,此次的名号是JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding),同时向全世界征集编码方案。这种仪式感极强的动作有个术语,称为CFP(Call for Proposals)。同年4月,JCT-VC举行了第一次工作组会议,共27份编码方案参与了激烈的角逐。为了全面评估这些编码方案,JCT-VC共指定了5类测试视频源,涵盖了从WQVGA到720P/1080P HD直至Ultra HD在内的各种图像分辨率以及各种典型的图像帧率和码率。另外,JCT-VC还将所有的测试序列分为两类:其一为Random Access,允许参与评估的编码方案使用长度为8的GOP进行图像排列,其典型场景是数字电视广播应用;另一为Low Delay,此时禁止图像编码顺序重排列,其典型场景是对时延有严格限制的实时会话业务应用。

  经过细致评估分析,最后发现:对比H.264/AVC,在基于几乎相同的主观图像质量的前提下,参与测评方案中的佼佼者能够节省40%~60%的码率!换言之,对比现有的H.264/AVC,新提出的编码提案能够将压缩效率提高一倍左右。面对这个祥和愉快的结论,JCT-VC无法淡定了,于是“下一代视频编码”工作正式启动,并冠名为HEVC(High Efficiency Video Coding)。与此同时,相应的编码提案被纳入TmuC(Test Model under Consideration),成为HEVC最终方案的候选,在随后的时间内被不断测试、挑战和改进。 从2010年开始至2011年1月,工作组发布了HEVC工作草案第一版(编号JCTVC-D503),预计全部工作将在2013年内完成。

    H.265视频编码标准落地 产品推出

  2014年9月,全球视频监控半导体解决方案的领导者海思公司将基于H.265/HEVC标准推出业界第一颗高清网络摄像机处理器Hi3516A。该Hi3516A处理器采用海思先进的H.265/HEVC算法,改善了H.265/HEVC标准固有的图像振铃效应,极大减少了大运动场景下的拖尾现象和块效应,并在保持与H.264/AVC相同的图像画质下编码码流降低50%。同时,Hi3516A灵活的高性能ARM Cortex-A7处理器配合海思第二代智能分析协处理单元IVE2.0,提供车牌识别、周界防范、人脸识别等多达40种智能分析应用。其真正的多帧合成WDR和海思第三代3D降噪技术,即使在恶劣的光照环境下也可提供出色的图像质量。Hi3516A最高支持500万像素实时视频编码,采用海思先进的网络传输技术,可实现低于100ms的网传延迟。同时, 海康威视、科达也纷纷宣布推出H.265NVR,中兴力维200万高清H.265网络枪形摄像机也即将发布。

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