从“安博会”盛况解析H.265的未来之路

2015-02-26 21:44:45来源: 安防知识网 关键字:盛况  解析

    2014年10月,安防业界的年度盛事“安博会”在北京隆重举行。展会期间各家企业纷纷亮出自家绝活来聚敛人气,以海康威视H.265整体解决方案为代表的一**H.265产品席卷而来。从安博会盛况看H.265的发展脉络,H.265无疑将成为安防监控未来发展的推手,开启安防市场的下一个黄金年代。

  H.265为啥那么热?

  H.265标准基本继承了H.264的框架,但是其中采用了大量全新的技术。H.265相较于以往压缩标准具体有多大提升呢?反复的比较测试已经表明,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。

  以目前主流的分辨率为例,H.265在1080P分辨率下相比H.264码率降低40%~50%,在720P下相比降低30%~40%,这也就意味着,1080P全实时只需要1~2M左右的码率。如图1所示,图中横坐标表示码率,纵坐标表示PSNR(峰值信噪比),图像客观质量指标,各条曲线为各种常见的视频压缩标准。此外,随着分辨率的提升,H.265码率降低也会更多。如图2中,针对4K高清在行人、交通等场景下的测试也表明,H.265在4K超高清分辨率下也可获得相比H.264降低50%~60%的码率。

  由此看来,在视频压缩技术上,H.265几乎对H.264有着全面性的超越,这也使得H.265无可争议地成为了最热门的视频压缩技术。

  H.265用实力说话

  话说回来,H.265与云安防、高清、4K、Smart、大集成、民用等都不约而同地成为了安博会的热门词汇。H.265缘何会成为众家热捧的技术呢?仔细想想其实不难发现,H.265与4K、智能、集成、大数据、云等当下安防热点技术都有着千丝万缕的关系。

  H.265具备卓越的实力,且看其如何促进安防未来的发展。先从安博会来看安防监控的发展趋势:更高清视频普及、智能进入实战应用、4G无线技术加速普及、安防迈入大联网、大融合时代、民用市场崭露头角。可以说,这些安防发展背后的推手之一就是H.265。H.265带来的更小码率,把整个安防监控系统都激活了,让网络不再拥堵、存储不再庞大;H.265带动视频更高清发展的同时,还促进了安防产品硬件性能的进一步提升,从而带来了更快的图像处理速度,加速了视频智能化和数据结构化的进程。

  让高清更任性

  从数据分析来看,2014年高清监控市场占有率已经达到55%,超越占比35%的模拟摄像机,而数字高清摄像机被人们称之为过渡产品,其占有率接近20%。高清盛行已成事实。

  再说超高清,我们首先想到的就是4K,而对于视频监控来说,4K才刚刚起步,虽然4K面临着很多挑战,但是4K的未来却不可**,超宽车道监控、平安城市全景监控、公安GIS地图指挥等等,都将陆续出现4K的身影。4K画面将包含更多细节,可同时满足多业务部门的不同需求,实现资源共享,让智能可视化管理更高效、联动响应更及时、安全更有保障。H.265助推4K普及加速,但因4K监控的整体成本仍过高,因此目前主流的高清1080P仍将保持一段时间,当然,H.265同样可以助力当下高清系统的发展应用。

  H.265在前端,可带来更多的高清布点。更高清的普及仍需时日方能进入稳定发展期,但并不表示H.265在当下就没有用武之地。以现今平安城市中炙手可热的1080P全高清监控为例,采用当前视频压缩标准普遍需要4M以上码率才能保证图像质量,这也导致了很多系统都采取了“部分点位先高清”的策略。如果采用H.265编码,按照现有的测试,1080P仅需1~2M左右的码率,而早期系统建设的标清D1格式也只能做到1.5~2M左右的码率,这对于高清系统的建设是一种极大的诱惑。对于一些已经建成的标清系统,几乎可以在其存储池容量不变的情况下直接升级为1080P全高清系统,而对于一些新建的高清系统,其系统存储成本将大大减少。可以预见的是,在H.265的滋润下,高清点位更将如雨后春笋般布满各个安防监控系统。

  H.265在传输端可带来更高的处理效率。说到高清系统的联网,带宽资源和网络稳定性十分宝贵。如何提高处理效率,给现有压缩标准提出了难题。比如日益增长的1080P高清点位,造成安防网络的拥堵和存储数据的急剧膨胀。而H.265的诞生又拯救了这个带宽资源有限的世界。打一个比方,把公路比成安防的网络,将车辆比作视频的码流,H.265的到来将原本拥堵的安防公路瞬间变得非常通畅。试想一下,4车道的公路,宽度不变,如果车辆缩小一倍以上,那4车道瞬间变成了8车道,就有效缓解了安防公路的拥堵问题。反过来看,在更高清监控到来之际,码流越来越大造成的拥堵更严重,但是如果视频清晰度提升之时码流的大小不变呢? H.265又一次改变了安防的高清视界。

  H.265在后端可带来更小的存储容量。回顾视频清晰度的发展进化史,分辨率从CIF→D1→720P→1080P,最头疼的就是数据量增加带来的存储问题。但是,如果采用H.265来降低码流,一个本来只能容纳1000个摄像机的存储池,现在可以装2000个甚至更多,而无需增加存储的成本。反之,如果摄像机清晰度、视场角是以前的几倍,而存储不变,这就为更高清提供了一种很好的解决方案。试想,如果用4K摄像机捕捉视频,一个摄像机能覆盖的区域可能是以前1080P的4倍,且能为更多的智能化分析提供更好的保障。

  让智能更简单

  除了高清之外,智能前置成为众多厂家研发的重点,“Smart”、“感知”、“超感”等产品重新定义智能监控,智慧前端成为本次安博会一大亮点。

  H.265带来更高清的同时,也带来了信息的泛滥,可能90%的录像视频都是无用的,但我们仍需花费100%的时间去搜索,所以我们关心怎么才能用最少的时间找到最关键的信息。未来视频的发展肯定不仅仅只是起到一个监看的作用,还需要利用视频给用户的业务管理提供指导和帮助,这就要求有智能技术自动识别画面中的信息,化被动为主动。在2014年北京安博会上,海康威视在业界首次推出了Smart 2.0智能系统和一站式智慧监控解决方案,从单一的Smart IPC产品扩展到Smart系统,解决了大数据时代的点位布控难、事件提前预防、检索效率低、业务结合少等问题,在更高清的大数据时代来临之际,加速推进智能化技术的普及应用。

  智慧型前端不仅可以识别、感受画面中的内容,并可以用文字语言告诉我们,画面中出现了什么,这就要求摄像机具备更多的细节捕捉能力,以及对图像的快速处理能力。好的智能分析技术离不开好的芯片及算法,在硬件产品逐渐同质化的今天,未来在这些层面将出现新的竞争热点。目前业内似乎存在一个共识:智能技术的应用准确度不足。其原因之一就是对图像细节的把握还不够,无法快速、精确地定位到图像的内容。H.265带来的更高清可以捕捉更多画面结构化信息,其高效处理能力可促进智能前置化,智能高清化,做到快速的联动响应。

  畅享移动互联

  再看安博会,“移动互联”几乎无处不在,俨然已经成为安防发展的大趋势。随着3G/4G无线通信技术在全球范围内的普及和商用,流媒体业务将作为一个重要方向在安防领域中推广,未来的安防监控业务和应用将呈现多样化。在这一转变的过程中,安防网络可能会与通信网、广电网、互联网全面融合,原本的监控设备可能兼具视频通讯、影音娱乐、家庭数据中心等多种功能,难以将其明确归类到某种具体用途上。这种趋势现在已经越来越明显,而弱化了行业应用特征的H.265,将更富有竞争力。将H.265作为视频信息的基础标准,也将反过来促进各类专用网络的融合,共同完成信息标准化整合,并迈向物联网、大数据时代。

  与此同时,人们日益希望随时随地通过任何终端都能更便捷地获取所需内容与服务。H.265可促使视频内容的带宽要求进一步降低,运营商将获得所需的解决方案和网络灵活性,以经济高效地向用户提供真正的移动视频和多媒体体验。另外,借助于移动终端超高清显示屏发展的趋势,H.265的高压缩率特性,将进一步促使高清甚至超高清视频在4G网络下流畅传输。

  给大联网减负

  结合当下来看,伴随着视频压缩标准的一次次进步,安防监控从模拟、数字、网络到高清智能化,安防正步入大联网时代。在安防大联网时代下,用户追求高清图像、更大集成、更大融合,更注重数据的全局性、效率性和关联性,这就涉及到大数据理念的深度应用,同时也要求跨区域跨部门信息的快速共享。而当前各个业务部门的信息都有各自的情报来源,于是也就出现了一个路口安装了多台摄像机的情况,如此势必造成庞大的冗余数据,信息共享也无从谈起。

  如何减轻数据源的“负担”? H.265不仅减轻了视频情报的负重,更提升了视频情报的质量。另外,由H.265带来的更高清的好处,一个摄像机可照顾多项业务的应用需求,提升监控质量的同时,还能减少布点(相对传统来说是覆盖了更多区域),可以让系统包含更丰富的视频数据。如此一来,H.265很好地使各部门的情报去粗取精,减轻网络负担,有效提升了信息共享的效率。

  同时,H.265的通用性可更好地促进大联网的发展。如今,信息交互正在广泛应用于各行各业中,视频作为数据量最大的非结构化信息之一,其压缩标准越来越成为通用的基础定义,行业应用特征逐渐弱化。另一方面,弱化行业应用特征后,视频压缩标准也能够更精简并专注于其核心价值上,直面提升压缩能力、增强可并行度的挑战。而各行业应用的特定需求,例如移动应用的容错问题、广电应用的版权保护、安防应用的数据防伪和保密等,最好归到数据封装与传输环节解决,这样系统层次结构就更清晰、应用扩展更灵活。

  消除安防与民用的隔膜

  在安防市场方面,用户的形态正在扩展延伸。随着技术的发展和大众安全意识的提高,民用市场的需求日益增长。当前,我国智能手机以及家庭Wi-Fi普及率逐步提高,网络也在逐步提升,高清摄像机及云后台设备的价格逐年下降,迎来了民用安防和智能家居发展的良机。如今,各种用户终端都有连接监控视频的需要,如局域网监控网络带宽较为理想,用户希望浏览高质量的视频;而手机 监控领域由于带宽有限,用户更看重的是低码率下的视频流畅性。如何适应这些不同的带宽环境也是高清监控设备需要解决的问题。因此,安防领域对下一代编码技术的要求,务必能够支持更好的网络适应性。

  现在家用安防产品正如火如荼地走进千家万户,国内很多大型企业也都推出了民用产品。H.265可作为消除各行业产品壁垒的很好的催化剂,安防产品采用H.265编码将能更好地服务于安防民用化。

  总结

  H.265从更高清系统的前端解决了视频监控的根源问题——码率。更低的码率,让高清系统的传输、存储、解码等一系列问题迎刃而解。在H.265的推动下,4K技术可加速普及,高清1080P更能成为高清系统的标配,智能化加速进入实战应用。而H.265的通用性,又打通了安防与民用市场的壁垒,让安防更好地融入互联网、广电网等网络,加速民用的普及。

关键字:盛况  解析

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2015/0226/article_8179.html
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