H.265技术延用 编码器框架有提升改进

2014-04-10 19:25:38来源: 中国安防展览网
    据了解,目前国外占领导地位的视频编码技术多采用H.264技术。而新一代视频编码器,在带宽相同时,画面质量提升一倍。相同画质的视频,用H.264技术画面模糊,画面出现卡的现象,“马赛克”堆积,而点开“H.265首发体验”观看,视频清晰流畅。2013年12月,中国首台H.265视频实时编码器在邢台问世,这使我国在该领域第一次成为国际视频标准产品化的领跑者,从而结束了拿着高清设备只能看标清的历史。
  
  众所周知,视频编码器用于实现前端信号(视频、音频及其它信号)的数字化压缩和网络化,具体功能包括监控点模拟视音频信息和报警信息的接入、编码/压缩、传输以及外围设备(如摄像机、云镜、矩阵等)的控制。
  
  与网络摄像机最大的差异在于,视频编码器的视频源来自模拟摄像机,需要与模拟摄像机配合使用,而网络摄像机是一体化的,本身就集成了模拟视频采集功能。从目前的情况来看,尽管网络摄像机正在大量涌现,但因为以下两个原因,视频编码器仍将在网络视频监控系统中占据不可替代的重要位置:一是大量已建的模拟和数字监控系统亟待网络化改造,为了保护现有模拟摄像机的投资,这些改造将产生庞大的视频编码器部署需求;二是目前网络摄像机的选择面还远远没有模拟摄像机大,难以满足不同用户差异化的应用需求,所以很多应用场合必须基于模拟摄像机加视频编码器的模式实现前端的数字化网络化。
  
  编码器让存储与视频管理变得更高效
  
  据IMSResearch研究显示发现,在模拟技术稳步发展时,IP视频正以每年30%增速大跨步追赶模拟市场。那么两个不同架构的监控系统不能共同发展吗?除了技术应用不同外,在大多数情况下二者并没有太多的交集。
  
  IP视频提高了画面质量、改善管理,降低了系统运营成本。此外它还提供了一个面向未来的平台,良好的网络技术时刻为百万像素和高清时代而准备。
  
  视频编码器通过模拟摄像机输入的信号转换成一个数字视频流中,通用的压缩标准,如M-JPEG,MPEG-4或H.264输出的视频格式将是相同的,可以完全融入网络摄像机和网络视频系统中。编解码还内置功能还包括视频移动侦测、篡改报警及视频分析。
  
  监控市场中有很多种编码器,单通道或多通道连接模拟摄像机,应安装独立的编码器,接近模拟摄像机信号,否则将会影响数字转换结果。
  
  视频编码器使网络更加灵活、适应性更强。网络被赋予了更多的扩展选项,在新的模拟出身的IP系统中,增加新的摄像机将变得更简单,从而简化了系统管理服务商的工作。传统的模拟闭路电视监控系统专有编码器会让你走入死胡同。网络建立的开放和互操作标准提供了更大的可能。或许你不理解其中的技术原理,但是最终会感受到视频编码器节省带宽和存储的优势。
  
  通过编码器让模拟系统变成了IP系统,最大的好处就是节约了成本,弥补了技术差距。一种新的数字网络应用,可以在任何地方、任何时间实现远程访问监控图像,提高图像质量,让存储与视频管理变得更高效。
  
  H.265技术延用  编码框架提升改进
  
  从编码框架上来说,H.265仍然沿用了H.264的混合编码框架,但是每个技术细节都有提升或改进。比较大的改进是:1)在图像分块以及运动补偿、变换方面,支持更大尺寸和种类;2)更多帧内/帧间预测、运动矢量预测和变换模式;3)增加环内采样自适应滤波SAO;4)提供TILE模式,更好地支持并行处理等。这些新技术的应用,不但有效地提高压缩性能,也为各种处理器平台的有效实现扩展了空间。
  
  1、更大的宏块和变换块。相对于H.264的4×4、8×8、16×16宏块类型,H.265引入了32×32、64×64甚至于128×128的宏块,目的在于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,用于减少H.264中变换相邻块问的相似系数。
  
  2、使用新的MV(运动矢量)预测方式。区别于H.264基于空间域的运动矢量预测方式,H.265扩充更加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。使用该方法,在基本模式下测试,在与H.264相同质量的情况下,得到平均为6.1%的压缩增益,复杂图像的压缩增益甚至能提高到20%。
  
  3、更多的考虑并行化设计。当前芯片架构已经从单核性能逐渐往多核并行方向发展,H.265引入了Entropyslice、WPP等并行运算思路,使用并行度更高的编码算法,更有利于H.265在GPU/DSP/FPGA/ASIC等并行化程度非常高的CPU中快速高效的实现产业化。
  
  4、新添加的Tile划分机制使得以往的slice、帧或GOP为单位的粗粒度数据并行机制更加适合于同构多核处理器上的并行实现。Dependentslice和WPP机制解决了以往H.264等编码技术中熵编码环节无法并行实现的问题,使得整个编解码过程中DCT、运动估计、运动补偿、熵编码等任务模块的划分更加均衡,显著提高并行加速比。
  
  5、更低的码流。反复的质量比较测试已经表明,在相同的图象质量下,相比于H.264,通过H.265编码的视频码流大小比H.264减少大约39-44%。由于质量控制的测定方法不同,这个数据也会有相应的变化。通过主观视觉测试得出的数据显示,在码率减少51-74%的情况下,H.265编码视频的质量还能与H.264编码视频近似甚至更好,其本质上说是比预期的信噪比(PSNR)要好。
  
  未来编码器将走向智能化
  
  编码器是机械设备中的一个元器件,随着自动化程度的提高,实现信号转换已经不再是用户的唯一需求,更高的集成度、更加耐用的产品、更丰富的接口方式等,这些都将是编码器走向智能化的过程。在国内市场上,中低端产品将会被逐渐边缘化,随着企业自身意识和市场需求变化的推动,更多高端编码器会面世,被大众接受并使用。未来的市场格局会怎样?我们拭目以待。

关键字:编码器

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2014/0410/article_7002.html
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