“史上最强”编码标准如何引爆安防产业革命?

2015-02-12 19:36:42来源: 安防知识网

  安防视频监控高清化、网络化发展正渐入佳境。但幸福往往伴随着烦恼,比如网络高清视频监控产生的海量监控数据,如何在有限的带宽下畅通传输,以及如何在有限的空间内存储,目前已成为安防业界共同的挑战。随着H.265横空出世,此类难题有望迎刃而解,诸多厂商也已在2014年北京安博会上高调推出相关的产品和解决方案,给视频监控未来的发展应用带来无限的遐想空间。
  
编解码压缩“史上最强”?
  
    随着视频监控高清化、网络化发展,海量高清视频采集、传输和存储让网络带宽及存储端、显示端的压力倍增。如何解决高清化及网络化带来的“带宽、存储、显示”三大难题,成为安防业界共同面对的巨大挑战。编解码压缩技术的发展,让安防业界头顶的“三座大山”化解于无形。
  
    在安防领域,现有的主流视音频编解码标准共有四类,第一类为ISO/IEC MPEG制定的MPEG系列标准,如MPEG-7、MPEG-21等;第二类为ITU-T VCEG制定的H.26x系列编码器,包括H.263、H.264、H.265等;第三类是我国的国家标准,主要有AVS、SVAC、AVS2;第四类为企业级标准,如微软的WMV、谷歌的VP8等。
  
    其中,作为新的国际编解码标准的H.265,其全称为高效视频编码(High Efficiency Video Coding),即HEVC。该标准是在原有标准H.264的基础上,对相关技术加以改进,通过改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系,达到最优化设置,实现了提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度等。
  
    业界反复的比较测试表明,在相同的图象质量下,相比于H.264及SVAC标准,通过H.265编码的视频大小将减少大约39%-44%,即在同等的内容质量上可显著减少带宽消耗;主观视觉测试结果显示,在码率减少51%-74%的情况下,H.265编码视频的质量仍与H.264编码视频近似甚至更好。简而言之,H.265只需原先的一半带宽即可传输、播放相同质量的高清视频。码率的大幅下降,则大幅度地降低了视频的传输和存储成本,同时为4K超高清显示提供了支撑。此外,作为通用的视频压缩标准,H.265弱化了行业应用,具备超强的并行处理能力、兼容性和适应性,更利于安防向多领域扩展。
  
    综合比较结果证明,H.265无论在功能还是性能上,都全面超越当前视频压缩技术,是无可争议的当下“最强”视频压缩技术。H.265压缩编码技术标准把压缩率提升到了一个新的高度,在同样画质下H.265比H.264可降低50%以上的码率(如图1),这对于超高清视频监控的产业化和实用化具有重要意义,并带来全新的体验。
  
设备端闻风而动抢占先机
  
    近两年,H.265的风潮日益强劲,众多国内外安防设备商无不感受到了变革的气息:尽管当前仍是H.264主宰天下,但H.265掀起的朝代更迭已然启动。
  
    2014年8月,海康威视推出业界首款支持H.265的4K NVR;9月,中兴力维正式发布全球首款H.265高清摄像机并投入商用;10月,海康威视正式推出H.265一站式产品解决方案,产品涵盖了从监控系统前端采集、中间传输、后端存储、中心解码、4K高清大屏显示等全部环节;2014北京安博会上,海康、大华、科达、天地伟业等纷纷亮出基于海思Hi3516A芯片的高清监控摄像机。
  
    主流安防厂商不约而同地力推H.265产品及解决方案,但仍无法掩盖H.265曲高和寡的尴尬。对此,华为视频监控领域产品管理部部长张忠指出,H.265的市场没有大规模起来,主要原因在于低成本的芯片没有大规模的量产,设备成本高是目前制约H.265推广应用的主要原因;与此同时,目前缺乏基于H.265的成熟解码芯片,所以现在只能用软解码的方式。只有芯片厂家的H.265的芯片真正走向量产,才会有上量的可能,预计H.265的IPC大规模销售将会在2015年下半年启动。
  
    对此,浙江宇视科技有限公司平台开发团队认为,HEVC/H.265由于计算复杂度和计算量比H.264多很多,使用传统的DSP芯片设计编解码器异常困难,所以最佳实现方案就是使用AISC的SOC方案,但这需要芯片厂家强大的技术能力。可喜的是,我们看到海思已经发布了世上首款HEVC/H.265的Main Profile编码芯片Hi3516A,并即将推出Hi3536A芯片,安霸也将于2015年初推出相关编码芯片。种种迹象表明,2015年将是H.265的第一个应用浪潮年。
  
    在解码芯片方面,据深圳中兴力维技术有限公司硬件开发部算法应用项目经理梁立伟介绍,目前全球已有多家公司宣布ARM A9/A15单核支持720P/1080P高清实时解码:2013年1月,博通发布了BCM7445芯片,是世界上第一个支持H.265视频编码技术的超高清家庭网关芯片,它可同时转码四个1080P视频数据流,或解析分辨率为4096×2160的H.265编码超高清视频;2014年2月,MTK也推出支持H.265超高清解码的手机芯片。预计到2015年一季度将有更多厂商推出可正式商用的H.265摄像机。
  
    随着海思、安霸等芯片厂商陆续发布支持H.265的编解码芯片,相关的产品线和解决方案有望得以快速丰富和完善。杭州海康威视数字技术股份有限公司算法高级经理俞海就直言,未来数年内,H.265将从高到低逐渐覆盖安防的各类应用,成为行业的主流技术标准。
 

关键字:安防

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2015/0212/article_8166.html
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