H.265標(biāo)準(zhǔn)的誕生是在有限帶寬下傳輸更高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)影像。對于大多數(shù)專業(yè)人士來說,H.265編碼標(biāo)準(zhǔn)并不陌生,其是ITU-TVCEG繼H.264之后所制定的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。H.265標(biāo)準(zhǔn)主要是圍繞著現(xiàn)有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264,在保留了原有的某些技術(shù)外,增加了能夠改善碼流量、編碼質(zhì)量、延時(shí)及算法復(fù)雜度之間的關(guān)系等相關(guān)的技術(shù)。H.265研究的主要內(nèi)容包括,提高壓縮效率、提高影像進(jìn)化性和錯(cuò)誤恢復(fù)能力、減少實(shí)時(shí)的時(shí)延、減少影像頻道獲取時(shí)間和隨機(jī)接入時(shí)延、降低復(fù)雜度。
H.265技術(shù)優(yōu)勢哪些? 應(yīng)用又有什么困難?
H.265技術(shù)具有絕對優(yōu)勢
首先,H.265標(biāo)準(zhǔn)具有靈活的編碼結(jié)構(gòu)。在H.265中,將宏塊(Macro Block)的大小從H.264的4×4、8×8、16×16擴(kuò)展到了32×32、64×64、甚至于128×128的宏塊,以便于高分辨率視頻的壓縮。同時(shí),H.265采用了更加靈活的編碼結(jié)構(gòu)來提高編碼效率,包括編碼單元(Coding Unit)、預(yù)測單元(Predict Unit)和變換單元(Transform Unit)。
其次,擁有靈活的塊結(jié)構(gòu)—RQT(Residual Quad-tree Transform)。RQT是一種自我調(diào)整的變換技術(shù),這種思想是對H.264/AVC ABT(Adaptive Block-size Transform)技術(shù)的延伸和擴(kuò)展。對于幀間編碼來說,它允許變換塊的大小根據(jù)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊的大小進(jìn)行自我調(diào)整的調(diào)整;對于幀內(nèi)編碼來說,它允許變換塊的大小根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測殘差的特性進(jìn)行自我調(diào)整的調(diào)整。大塊的變換相對于小塊的變換,一方面能夠提供更好的能量集中效果,并能在量化后保存更多的影像細(xì)節(jié),但是另一方面在量化后卻會(huì)帶來更多的振鈴效應(yīng)。因此,根據(jù)當(dāng)前塊信號的特性,自適應(yīng)的選擇變換塊大小,可以得到能量集中、細(xì)節(jié)保留程度以及影像的振鈴效應(yīng)三者最優(yōu)的折中。
再次,采樣點(diǎn)自我調(diào)整偏移(Sample Adaptive Offset)。SAO在編譯碼環(huán)路內(nèi),位于Deblock之后,通過對重建影像的分類,對每一類影像畫素值加減一個(gè)偏移,達(dá)到減少失真的目的,從而提高壓縮率,減少碼流量。采用SAO后,平均可以減少2%~6%的碼流量,而編碼器和譯碼器的性能消耗僅僅增加了約2%此外,自我調(diào)整環(huán)路濾波(Adaptive Loop Filter)。ALF在編譯碼環(huán)路內(nèi),位于De-block和SAO之后,用于恢復(fù)重建影像以達(dá)到重建影像與原始影像之間的均方差(MSE)最小。ALF的系數(shù)是在幀級計(jì)算和傳輸?shù)?,可以整幀?yīng)用ALF,也可以對于基于塊或基于量化樹(quad tree)的部分區(qū)域進(jìn)行ALF,如果是基于部分區(qū)域的ALF,還必須傳遞指示區(qū)域信息的附加信息。
最后,H.265采用了并行化設(shè)計(jì)思路。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,因此為了適應(yīng)并行化程度非常高的芯片,H.265引入了很多并行運(yùn)算的優(yōu)化思路。
H.265編碼遇到存儲(chǔ)難題
H.265編碼在視頻存儲(chǔ)方面也是一大難題,使用藍(lán)光光盤存儲(chǔ)4K視頻可行嗎?目前仍是個(gè)難處,理論上這是H.264格式編碼的一種擴(kuò)展,但空間仍然是個(gè)難題。采用H.264視頻編碼的4K電影需具備至少100G空間藍(lán)光盤片,那么在監(jiān)控領(lǐng)域你又是否能找到100G支持可擦寫的光盤呢?
換句話說,盡管H.265編碼和芯片已經(jīng)準(zhǔn)備就緒,其仍然缺乏4K內(nèi)容支持,與現(xiàn)有藍(lán)光光盤標(biāo)準(zhǔn)兼容性、存儲(chǔ)空間和回放成為最大絆腳石?;蛟S,這就是H.265最大的挑戰(zhàn)吧。
另外,目前H.265的視頻壓縮技術(shù)、區(qū)域分類技術(shù),還停留在少數(shù)幾個(gè)廠家里;如果涉及收費(fèi),必然提高設(shè)備成本,而這些成本,就會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)嫁到用戶身上。
在此一些專家的看法是:
1、H.265必須滿足特定條件:銀行安防系統(tǒng)通常每隔四到五年就進(jìn)行一次更新?lián)Q代。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展,寬動(dòng)態(tài)性能的提升,攝影機(jī)本身性能的增強(qiáng),會(huì)有更多復(fù)雜的信息在網(wǎng)絡(luò)上傳送,但是帶寬卻沒有提升的前提下,H.265技術(shù)才會(huì)應(yīng)用到實(shí)際安防項(xiàng)目中。
2、硬件的問題:H.265雖然可以少占用帶寬,卻提高了硬件性能消耗,這就要求不管是前端還是后端,都必須有一個(gè)高性能的硬件處理H.265的編碼、譯碼等問題。
3、H.265專利問題:隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,將會(huì)有很多相應(yīng)的解決方法或更好的技術(shù),但是這些需要時(shí)間做前提。