HEVC新一代视频压缩技术标准今夏确定

2013-05-24 07:23:27来源: 技术在线
    新一代视频压缩技术标准HEVC(H.265)”将于2013年夏正式确定。与原标准H.264相比,HEVC的压缩率提高至约2倍,支持8K×4K影像。这将提高所有服务和产品的影像品质。

 

       视频压缩是影像服务和影像设备的核心技术,新一代视频压缩标准即将出台。ITU(国际电信联盟)于2013年1月宣布将把视频压缩技术“HEVC(High Efficiency Video Coding)”作为国际标准“H.265”注1)。

注1) 该标准在ISO(国际标准化组织)和IEC(国际电工委员会)中的名称为“MPEG-H part2(ISO/IEC 23008-2)”。

       目前的HEVC标准还是国际标准最终草案,ITU正在进行关于标准化利弊的投票注2)。预计正式技术标准将于2013年夏季前后确立。

注2) HEVC的技术标准由“MPEG”和“VCEG”的共同小组“JCTVC”制定。

压缩率提高至H.264的约2倍 


       HEVC是现行“H.264/MPEG-4 AVC”标准于2003年实现标准化以来时隔10年推出的新标准,将成为支撑未来十年的影像服务和产品的视频压缩技术。其特点是,将视频压缩率提高至H.264的约2倍。也就是说,能以原来一半的编码速度发送相同画质的视频。例如,按照20Mbit/秒发送的H.264格式视频内容,在相同画质的条件下用HEVC格式只需10Mbit/秒的速度。

       通信和广电行业的人士对HEVC的高压缩率寄予了厚望,主要是因为存在两种需求。

       需求之一是,对画质在1080p全高清(1920×1080像素)影像以上的4K×2K(3840×2160像素)影像和8K×4K(7680×4320像素)影像的支持。4K×2K和8K×4K的像素数分别是全高清的4倍和16倍,需要压缩的数据量也大幅增加。所以,能够通过更高的压缩率降低编码速度的技术备受期待。

       另一个需求是,面向智能手机和平板电脑等移动产品的视频发送。如果能降低视频编码速度,就能高效利用有限的电波频带,向大量用户发送高品质视频。

应用领域广泛

       以前,伴随每次视频压缩技术的进化,多种影像服务和产品都会纷纷亮相(图1)。1995年实现标准化的MPEG-2得到了DVD和数字电视等领域采用,大幅扩大了视频压缩技术的应用范围。MPEG-4在1998年实现标准化后,立即应用到了移动和互联网视频服务领域。

 
图1:视频压缩技术及对应的影像服务和产品的历史
伴随视频压缩技术的升级,各种影像服务和产品随之登场。2013年以后,随着HEVC的进步,估计4K及8K电视及网络全高清影像服务也会纷纷出现。箭头指示的是各服务和产品主要采用的压缩技术。

       另外,作为MPEG-4的改良版于2003年成为国际标准的H.264广泛支持各种分辨率的视频,被网络视频、蓝光光盘以及日本的单波段电视所采用注3)。而且,最近还被用于数字电视注4)。

注3) H.264还被纳为MPEG-4的第十部分Advanced Video Coding,即AVC。

注4) 巴西在地面微波数字电视中采用了H.264标准,另外,卫星电视和CATV也在从MPEG-2向H.264过渡。

       预计作为H.264后续标准亮相的HEVC将广泛用于这些影像服务和产品。

HEVC带来的冲击
       HEVC的应用示意图如图2所示。在广播电视、网络视频服务、电影院及公共大屏幕(Public Viewing)等众多领域,4K×2K和8K×4K视频发送将变得更容易实现注5)。个人电脑及智能手机等信息终端自不用说,平板电视、摄像机及数码相机等AV产品迟早也会支持HEVC注6)。

 
图2:HEVC的应用示例
预计将在涉及视频的所有服务和产品中普及。

注5) 部分领域还在讨论使用H.264标准的4K×2K视频发送,不过存在确保网络频带的课题。

注6) 尤其是摄像机和数码相机等,由于所拍视频的影像美感和记录时间是产品差异化要素,因此极有可能引发用户的换购需求。

       不仅是这些既有市场,HEVC还有可能在今后有望增长的新市场上大显身手。例如,影像监控系统就是其中之一。影像监控系统最近几年在快速从原来的模拟摄像头组合VTR的方式,向经由IP网络发送、存储和浏览数码摄像头拍摄的视频的方法过度。为提高安全性,需要增加摄像头数量、提高影像的精细度,而与此同时,确保网络频带和存储容量增加成为课题注7)。估计HEVC将作为解决这些课题的措施而得到采用。

注7) 摄像头拍摄的影像能提高精细度,就可以提高图像的识别性能。

最快2013年就会有部分领域开始导入HEVC

       支持HEVC的影像服务、产品以及编解码器(视频编解码器)的预计上市时间如图3所示注8)。估计2013年内将首先被应用于移动领域,2014~2015年开始全面进入固定通信网。卫星和地面微波数字电视开始广泛采用HEVC估计要到2020年以后。

 
图3:HEVC影像服务和对应产品面世时间预测
估计移动通信领域将率先支持,然后是固定通信领域,最后是卫星及数字电视领域。视频编解码器方面,预计最初将利用基于软件或FPGA的产品,不过2014年以后对应的ASIC和SoC将正式登场。

注8) 虽然还有JCT-VC的参考代码“HM(Hevc Test Model)”,不过由于HM原封不动地安装了技术标准,因此处理负荷非常重。影像服务和产品要想支持HEVC,需要利用提高了处理速度的实用水平的编解码器。

       视频编解码器方面,软件系统和使用FPGA的硬件系统已经亮相,预定2013年下半年推出产品。而基于硬件的ASIC和SoC因电路设计和量产化方面的问题,很多观点认为还需要一段时间才会面世,预计正式推出产品要到2014~2015年。

关键字:HEVC  视频压缩技术标准

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/0524/article_22089.html
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