隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，高清圖像成為追求的目標(biāo)之一，然而主流編解碼技術(shù)H.264在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控在工作中越來(lái)越呈現(xiàn)出更多的局限性，在這樣的一個(gè)需求之下，對(duì)壓縮標(biāo)準(zhǔn)的功能進(jìn)一步完善或者是制定新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為迫切，目前安防行業(yè)對(duì)于新的編碼技術(shù)H.265的應(yīng)用算得上是翹首期盼，但是新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用要有一個(gè)過(guò)程。

　　視頻編碼技術(shù)

　　視頻編解碼與壓縮技術(shù)就是指通過(guò)特定的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言把一種視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種格式的視頻文件降低碼流便于傳輸、存儲(chǔ)的技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)壓縮的動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)拿來(lái)直接使用，數(shù)據(jù)量就非常的大，傳輸?shù)倪^(guò)程中容易造成通信線(xiàn)路故障和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量緊張。H.264是針對(duì)視頻圖像，如DVR視頻、電話(huà)會(huì)議視頻壓縮的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。低碼率(LowBitRate)在視頻圖像傳輸中起了重要的作用，和MPEG-2和MPEG-4ASP等壓縮技術(shù)相比，H.264壓縮技術(shù)具有更高的壓縮比，將大大節(jié)省用戶(hù)的下載時(shí)間和數(shù)據(jù)流量收費(fèi)，網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中所需要的帶寬也相對(duì)較小，能夠?yàn)榘踩O(jiān)控系統(tǒng)提供高品質(zhì)圖像。采用H.264壓縮技術(shù)能夠以非常低的碼率通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸高品質(zhì)影像，倘若未經(jīng)過(guò)高效壓縮，那么一個(gè)多攝像機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)很快就會(huì)超出網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬，因此在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，H.264是行業(yè)內(nèi)DVR的首要編解碼技術(shù)。

　　H.264技術(shù)存局限跟不上高清腳步

　　H.264即MPEG-4Part10或進(jìn)階影像編碼(AdvancedVideoCoding，AVC)，是硬盤(pán)錄像機(jī)采用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)中較新的，H.264編碼體系定義了4種不同的Profile(類(lèi))：Baseline(基線(xiàn)類(lèi))，Main(主要類(lèi))，Extended(擴(kuò)展類(lèi))和HighProfile(高端類(lèi))，而且它們各自下分成許多個(gè)層;目前市場(chǎng)上H.264硬盤(pán)錄像機(jī)大多采用其中適合于視訊會(huì)議與移動(dòng)式應(yīng)用(如手機(jī))的最低階規(guī)格BaselineProfile(BP)，而非適合于廣播與儲(chǔ)存應(yīng)用的HighProfile(HiP)，因此若采用H.264(BP)其平均壓縮比反而不如MPEG-4ASP，而且差距較大。

　　H.264采用一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)值，對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量差編碼使用的是哥倫布指數(shù)編碼，該編碼方式的特點(diǎn)是數(shù)值越小使用的比特?cái)?shù)越少。因此，隨著運(yùn)動(dòng)矢量幅值的大幅增加，H.264中用來(lái)對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行預(yù)測(cè)以及編碼的方法壓縮率將逐漸降低，那么隨著視頻監(jiān)控從標(biāo)清向高清的全面邁進(jìn)，H.264略顯力不從心。

　　H.265編碼技術(shù)及優(yōu)勢(shì)

　　H.265編碼技術(shù)是ITU-TVCEG繼H.264之后所制定的新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。2012年6月25日，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)在其官方網(wǎng)站公布了工作計(jì)劃項(xiàng)目，原定于2008年至2010年推出的《Highefficiencyvideocoding》(HEVC或稱(chēng)H.265)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)于2013年1月推出。在技術(shù)上，H.265將在現(xiàn)有的主流視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264上保留了一些較為成熟的技術(shù)和繼承其現(xiàn)有的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)一些其他的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，可能體現(xiàn)在提高壓縮效率、提升錯(cuò)誤恢復(fù)能力、減少實(shí)時(shí)的時(shí)延、減少信道獲取時(shí)間和隨機(jī)接入時(shí)延以及降低復(fù)雜度等方面。H.265算法標(biāo)準(zhǔn)的視頻壓縮效率將比H.264提高大約一半，即在保證相同視頻圖像質(zhì)量的前提下，視頻流的碼率減少50%，可以實(shí)現(xiàn)1~2Mbps的傳輸速度傳送720P。采用H.265技術(shù)的視頻壓縮比H.264提升30~50%，根據(jù)測(cè)算可能帶來(lái)的投資節(jié)省高達(dá)20%，甚是可觀(guān)。

　　H.265的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：

　　1、更大的宏塊和變換塊。相對(duì)于H.264的4×4、8×8、16×16宏塊類(lèi)型，H.265引入了32×32、64×64甚至于128×128的宏塊，目的在于減少高清數(shù)字視頻的宏塊個(gè)數(shù)，減少用于描述宏塊內(nèi)容的參數(shù)信息，同時(shí)整形變換塊大小也相應(yīng)擴(kuò)大，用于減少H.264中變換相鄰塊問(wèn)的相似系數(shù)。

　　2、使用新的MV(運(yùn)動(dòng)矢量)預(yù)測(cè)方式。區(qū)別于H.264基于空間域的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方式，H.265擴(kuò)充更加多的方向進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)，同時(shí)將預(yù)測(cè)塊的集合由原來(lái)的空間域擴(kuò)展到時(shí)間域及空時(shí)混合域，通過(guò)率失真準(zhǔn)則計(jì)算后選擇最佳的預(yù)測(cè)塊。使用該方法，在基本模式下測(cè)試，在與H.264相同質(zhì)量的情況下，得到平均為6.1%的壓縮增益，復(fù)雜圖像的壓縮增益甚至能提高到20%。

　　3、更多的考慮并行化設(shè)計(jì)。當(dāng)前芯片架構(gòu)已經(jīng)從單核性能逐漸往多核并行方向發(fā)展，H.265引入了Entropyslice、WPP等并行運(yùn)算思路，使用并行度更高的編碼算法，更有利于H.265在GPU/DSP/FPGA/ASIC等并行化程度非常高的CPU中快速高效的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

　　4、新添加的Tile劃分機(jī)制使得以往的slice、幀或GOP為單位的粗粒度數(shù)據(jù)并行機(jī)制更加適合于同構(gòu)多核處理器上的并行實(shí)現(xiàn)。Dependentslice和WPP機(jī)制解決了以往H.264等編碼技術(shù)中熵編碼環(huán)節(jié)無(wú)法并行實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，使得整個(gè)編解碼過(guò)程中DCT、運(yùn)動(dòng)估計(jì)、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、熵編碼等任務(wù)模塊的劃分更加均衡，顯著提高并行加速比。

　　H.265編碼技術(shù)發(fā)展要有一個(gè)過(guò)程

　　據(jù)了解，新一代的H.265算法已經(jīng)進(jìn)入芯片企業(yè)的研究范圍，預(yù)計(jì)2-3年左右，H.265編碼格式將全面應(yīng)用于安防數(shù)字產(chǎn)品，更高的壓縮效率更低的編碼碼流，無(wú)疑又將推動(dòng)安防產(chǎn)業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，就是H.265編碼技術(shù)在研發(fā)的過(guò)程中仍面臨一些難點(diǎn)，還有一段路要走。

　　1、技術(shù)研發(fā)

　　研發(fā)一款新的產(chǎn)品(這里指H.265)首先面臨的難點(diǎn)應(yīng)該技術(shù)問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)軟件的開(kāi)發(fā)，將有售前、行業(yè)需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)、測(cè)試、交付部署、售后這一系列過(guò)程要走。提高壓縮效率面臨的技術(shù)難題短時(shí)間內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)。

　　相對(duì)于H.264，H.265的運(yùn)算量有進(jìn)一步提升，也需要芯片有更高的運(yùn)算速度，芯片企業(yè)研發(fā)適用于H.265的芯片也有一個(gè)過(guò)程。H.265編碼技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了芯片企業(yè)注意視線(xiàn)內(nèi)，但是國(guó)內(nèi)外能夠研發(fā)、生產(chǎn)音視頻處理芯片的廠(chǎng)商卻并不多。據(jù)了解，TI、安霸、升邁、映佳、海思、中星微、中維世紀(jì)等為數(shù)不多的廠(chǎng)家具有音視頻處理芯片的生產(chǎn)能力，然而這些芯片廠(chǎng)商對(duì)于如何采用新的壓縮標(biāo)準(zhǔn)也沒(méi)有統(tǒng)一的說(shuō)法。

　　H.264在1997年ITU的視頻編碼專(zhuān)家組(VideoCodingExpertsGroup)提出時(shí)被稱(chēng)為H.26L，在ITU與ISO合作研究后被稱(chēng)為MPEG4Part10(MPEG4AVC)或H.264(JVT)。從H.264提出到大規(guī)模應(yīng)用經(jīng)過(guò)了大約5年的時(shí)間，H.265的大規(guī)模應(yīng)用也會(huì)有一段較長(zhǎng)的時(shí)間。

　　2、應(yīng)用單位與芯片研發(fā)的合作

　　雖然H.265標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于視頻監(jiān)控高清化的過(guò)度是一個(gè)不可或缺的應(yīng)用，不能否定這是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控發(fā)展的一次巨大的進(jìn)步，或者說(shuō)是高清進(jìn)化過(guò)程中的一種突破，但是國(guó)內(nèi)外的芯片研發(fā)商目前對(duì)于H.265的研發(fā)具有一定的戒心，其中一個(gè)原因便是研發(fā)商與應(yīng)用單位的合作問(wèn)題，倘若擁有一個(gè)實(shí)力雄厚的應(yīng)用單位給予支持，那么研發(fā)商無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)上、消費(fèi)市場(chǎng)上還是產(chǎn)品聲譽(yù)上都具有獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

　　行業(yè)中新編解碼芯片推廣中比較知名的實(shí)例便是?？低暸cTI公司多年的合作。例如：DM8168視頻SoC可提供業(yè)界當(dāng)時(shí)最佳的性能，與性能已處于業(yè)界領(lǐng)先地位的TI前一代產(chǎn)品1GHz時(shí)鐘的DM6467T相比，視頻壓縮性能可提升四倍，同時(shí)提高了多通道密度，并可支持更高的分辨率。海康威視總裁胡揚(yáng)忠表示，“正是DM8168及時(shí)上市以及TI持續(xù)的支持，使得?？低暷軌虺绞袌?chǎng)要求，在八個(gè)月內(nèi)便開(kāi)發(fā)出基于DM8168平臺(tái)的DVR產(chǎn)品?！睂?duì)于H.265標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)推廣也需要有類(lèi)似的一段路要走。