為什麽曆史選中了H.265
H.265作為一種視(shì)頻壓縮技術(shù),不斷出現在各類安防雜誌上,充斥著我們的眼球。那麽(me),為什麽曆(lì)史選中了(le)H.265?
當下,H.265異常火熱,各大安防監控(kòng)廠家紛紛推出多係列產品,以海康威視為例,推出了多(duō)個型號、多種類型的產品。同(tóng)時,H.265作為一種視頻壓縮技術,不斷(duàn)出現在各類安防雜誌上,充斥(chì)著我們的眼球。那麽,為什麽曆史選中了H.265?
視頻編碼技(jì)術的發展進步
我們先來回顧一下安防的發(fā)展曆程。在2000年前(qián)後,第一台(tái)DVR的問(wèn)世,標誌著視頻監控(kòng)從(cóng)CCTV時代走向數字化時代(dài)。此後數字化的進程(chéng)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(gāo)清IPC,開啟了視頻監控網絡化(huà)、高清(qīng)化的序幕。2013年,海康威視推出了(le)全球首台SmartIPC,標誌(zhì)著視頻監控正式步入了智能化時代。這一(yī)路走來,從產品形態、技術(shù)路線(xiàn)的演變上,我們可以清晰地(dì)看到一個主線——那就是IP化。與此同時,伴隨著安防產品IP化(huà)的(de)發展,視頻編碼技術也在不斷的進步。
如果再梳理視頻壓縮標準發展的(de)脈絡,視頻壓縮技(jì)術正一(yī)次次(cì)地改變著安防監控的(de)曆史,推動著安防行(háng)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(yǐn)入安防監控領域,促(cù)使了安防(fáng)數字化時代的到來。在數字化(huà)階段後(hòu)期,分(fèn)別由兩個組織(zhī)推出了H.263和MPEG4-P2,但(dàn)也造成了多種視頻壓(yā)縮標準充斥整個安防的混亂局麵(miàn)。眾(zhòng)所周知,標準推出的目的是為了(le)樹立一個通用規範,大家共同遵守,以節約資源、降低成本,然而標準越多就意味著(zhe)沒有(yǒu)共通(tōng)的標準遵循;同時由於這些標準還不夠完善,無法推動(dòng)安防更好的網絡化(huà)發展,也就意味著標準急需統一和完善。
H.264的出現結束了視頻壓縮(suō)多(duō)標(biāo)準的時代,其在編碼性能上的優勢,使整個安防行業大(dà)步向網絡化邁進。發展到現階段,H.264等視頻壓縮標(biāo)準已經不堪更(gèng)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(wǎng)的發展。此時,作為新型視頻壓縮(suō)技術(shù)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(shàng),有效降低(dī)視頻輸出碼率。”確實,反複的比較測試已經表明,在相同的圖象質量下,相比於H.264,通過H.265編碼的視頻(pín)碼流大小比H.264減少大(dà)約39-44%。由於質量控製的測定方法不同,這(zhè)個數據也會有相應的變化。
以目前主流的分辨率為例,1080p全(quán)實時隻需要1.5~2M左右的碼率。此外,隨(suí)著分辨率的(de)提升(shēng),H.265碼率降低也會更多,多次測(cè)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有著全麵性的進步,是針(zhēn)對當(dāng)前視頻壓縮標準的全麵超越,這也使得H.265無可爭議的成(chéng)為了當下“最強”。
采用最強視頻壓縮技術(shù)就必須要有配(pèi)套的硬件性能提升來滿足需求,而安防硬(yìng)件又恰(qià)恰已經為H.265準備好了。從(cóng)安防監控硬件的(de)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(jià)構的應用為MPEG-4等算法提供了很好的應用環境。
隨(suí)著技術的(de)發展,具備更強性能的SOC架構成為(wéi)了主流,其初期(qī)做法是整合ARM和1~2個功(gōng)能(néng)硬件,成本低、性能(néng)好,使得H.264可以在安防中大展拳腳(jiǎo),也促使了(le)安防(fáng)監控網絡化的進程。SOC架構發展到現在(zài),已經進入大集成階段,可集成ARM、DSP、ISP、編碼模塊等多種功能硬件,即多核處理器。當前,多核處理器以高性(xìng)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(suàn)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(le)安防行業的前進(jìn),而硬件技術的發展則很好的保障(zhàng)了視頻壓縮技術的應用,三者一(yī)脈相承,使得H.265成為未來(lái)發展的必然趨(qū)勢,就像當初IP高清的出現一(yī)樣。
由此可(kě)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(dài),H.265無(wú)疑是最好的選擇。
H.265碼(mǎ)編技術具有明顯優勢
H.265可有效降低視頻監控等應用的存儲成本與空間,使超高清視頻監(jiān)控(kòng)成為(wéi)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(yòng)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(yī)半(bàn)左右的存儲(chǔ)空(kōng)間(jiān),從而顯著降低了(le)視頻的存儲成本。隨著半導體技術的發展,解決了H.265計算複雜度的瓶頸(jǐng)後,在(zài)超高清監控應用方(fāng)麵,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(jì)術。
壓縮(suō)性能的提升,碼率輸出的縮小,這也意味著H.265將進一(yī)步促(cù)使高清甚至超高清視頻(pín)在4G網絡下流暢傳輸。當今世界,移(yí)動性越來越強,人們日益需要隨時隨(suí)地、通(tōng)過任何終端都(dōu)能更便捷地獲取所需內容與(yǔ)服務。4G無線技術(shù)能以更低的單個(gè)比特成本(běn)支持更高的數據容量,從而顯著提高視(shì)頻業務的商用可行性。預計這種(zhǒng)趨(qū)勢在未來幾年還將繼續,視頻內容的帶(dài)寬要求(qiú)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(yǐ)經濟高效地向用戶提供真正的移動視頻和多媒體(tǐ)體驗。另一方麵,移動終端的顯示屏技術正向著(zhe)超高ppi與超高清分辨率的方向發展。因此,H.265的高壓縮(suō)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。
正如前文所述,硬件發展已(yǐ)經成熟,H.265將在多核(hé)處理器終端(duān)上快速實現。多核處理器以其高性能、低功耗優(yōu)勢正(zhèng)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(de)不斷進步,多核必將展示出其更為強大的性能優勢(shì)。H.265視頻編碼技術在設計時就將並行實現考慮在內。
新添(tiān)加的Tile劃分機製使得以往的slice、幀或GOP為單位的粗粒度數據並行機製更為靈活,更加適合於同構多核處理(lǐ)器上的並行實現。Dependentslice和(hé)WPP機製解決了以往H.264等編(biān)碼技術中熵編碼環節無法並行實現的問題,使得整個編(biān)解碼過程中DCT、運動估計、運(yùn)動補償、去塊濾波、熵編碼等任務(wù)模塊的劃分更加均衡,從而(ér)顯(xiǎn)著提高並(bìng)行加速比(bǐ)。
H.265,以發(fā)展的眼光來(lái)看高(gāo)清的未來(lái),條件已經具備,曆史已經到來。
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