H.265标准渐入佳境 H.264还能撑多久?

2013-05-27 16:05:04来源: 中关村在线
    如果说到当前最流行也是最先进的压缩标准,恐怕H.264绝对是不少朋友最先想到的标准。不过随着时间进入到了2013年,这个答案着实已经成为一种未必正确的"潜意识"答案。如今,随着H.265的问世,视频压缩的新时代已经在我们前方的不远处离我们越来越近。

    其实对于陪伴随我们多年的H.264,无论从技术秉性还是工作效果都几乎可以用了如指掌来形容。而今天我们面对的这个压缩技术中的新人,它是又能够给我们带来什么新的收获呢?是有如原来MPEG4与H.264的主替代、次互补的关系?还是能够更加全面的接过H.264的工作?而称雄一时的H.264难道就针对要退出应用的舞台么?

    看H.264的那些力不从心

    一直以来,H.264都是我们的主流应用,面对在此之前的那些压缩技术,视频质量上的处理缺陷几乎都由H.264来解决。因此,虽然在目前的视频压缩技术上,依然还有很多让人无奈乃至诟病的地方。不过,基于H.264在整个网络监控视频质量上的巨大保障,大家对于H.264的认可也是与日俱增。虽然在对于一些静态画面的处理上,H.264的处理性能在一些时候不如MPEG4更加出色。然而,综合性能的提升一级大家的信赖也让H.264成为大家最需要的压缩手段。

    可是,面对如今日期清晰的前端技术,H.264在工作中也开始更多的显示出自己的力不从心。比如随着分辨率需求的大大增加,单独宏块所容纳的信息量也大大减少。而H.264工作方式下,传统的4X4或者8X8宏块在经过整数的变幻之后,低频系数的相似程度也随之大大提升,在造成诸多的冗余之后,H.264编码的压缩效率也就随之被大大的降低了。

    此外,在经历了宏块个数的爆发式增长以后,每个编码宏块在帧数索引,运动矢量,以及预测模式等方面在码流资源方面的信息占用量也会变得更加紧张。因此,这在有限的带宽环境下,能够描述图像内容的残差系数的可用空间也就进一步的被压缩了。而由于分辨率的提升,因此表示同一行为的运动矢量幅值也会因此而大大的增加。

    而对于H.264采用的编码特点,随着运动矢量幅值的提升,其在矢量预测以及编码的压缩效率也随之降低。简单来说就是,面对一些高清的画面,或者处理频率较高的设备来说,H.264则成为系统工作中的额最大瓶颈。

    H.265的角色定位

    其实面对上面提到H.264的诸多瓶颈,已经在很大程度上限制了高清的发挥。造成前后端技术超前,中间压缩能力滞后的一个状况。因此,面对高清需求的提升,实现压缩标准的进化已经成为高清发展中必不可少的一项重要的需求。而这样的突破也意味着H.265将注定不是对原有技术的小修小补。

    前面的文章提到过,由于H.264宏块的限制,导致了视频处理过程中的负荷也大大增加。最终使面对高清的高频次处理的问题上,有些力不从心的感觉。而相对于H.264,H.265在宏块类型上整整提升了一个层级,将原来最高16X16的模块类型提升到了32X32,64X64,乃至128X128的宏块。从而减少高清数字视频的宏块个数,减少用于描述宏块内容的参数信息,同时整形变换块大小也相应扩大,重提设备的压缩效率。

    此外,H.265也采用了更新的运动矢量测试。与传统的H.264相比,H.265的这种变化使其拥有了更多的方向进行帧内预测,同时将预测块的集合由原来的空间域扩展到时间域及空时混合域,通过率失真准则计算后选择最佳的预测块。在实现了这种演变之后,在相同容量的情况下,可以实现比H.264更强的压缩比例,从而进一步缓解因为带宽问题带来的一切麻烦。

    除了上述提到的方面以外,H.265也在多核并行化工作的方面实现了更多的突破,在一些诸如WPP的新技术下,使其可以进行并行程度更高从而在满足各种需求的前提下,也能高价高效的实现压缩处理的工作。

    H.265还需多久才能上位

    通过上面的技术分析,我们发现H.265已经在很多的技术上实现了对H.264的全面超越。无论在功能还是性能上,H.265的功能特此都几乎对于前者有着覆盖性的进步,因此如果从这些方面看来,H.265的上位仅仅只是时间的问题。

    不过,自从去年下半年开始运筹H.265以来,如今的H.265标准更多的还处于一种概念与研究的阶段,从问世到大规模的投产,再到市场的普及也注定需要一个过程。而对于这个过程的跨度,成本以及机器的性能无疑对于这段时间的长短有着直接的影响因素。

    作为一个新生的压缩标准,研发的成本以及作为新产品的售价显然是用户无法控制的。但是对于用户来说,却能够依据自身的投入来进行市场的选择。而如果设备的价格虚高于技术的实际成本太多的话,那么市场的进展显然也会受到明显的影响,价格的筛选作用也注定在此时凸显。

    除了价格影响以外,设备的更新率也关系到了H.265的普及速度。从目前的应用状况来看,这几年在监控系统的快速发展中,H.264几乎独占了所有的市场,并且在工作中很多时候也很好的完成了用户所需的监控任务。因此,面对很多刚刚配置的H.264设备,如果想要短时间之内进行更新换代的话,恐怕对于不少的系统来说是比赔钱的买卖。尤其对于中小用户的市场来说,H.265恐怕会显出更多的冗余。这样的话,H.265在初期所能踏入的市场也就十分有限了。而在笔者看来,这恐怕也会成为H.265在进入市场时,比价格因素更难逾越的阻碍。

    总之,H.265的出现给我们的高清监控带来新的希望,尽管到目前来看,这只是一个初步成型的概念产品,不过很多领域对它的期待则早已迫不及待。从这个角度来说,虽然目前的应用状况对于H.265的普及还非常遥远,而H.265的问世之初也注定会有诸多的坎坷等待我们依靠更多的智慧来解决,不过H.265在未来的主导地位则早已经成为无可争议的事实。

关键字:265  标准  渐入佳境  佳境

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2013/0527/article_5809.html
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