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H.265引领高清大时代

2015-06-18
随着安防技术的发展以及人们对视频清晰度要求的越来越高,传统标清视频已经逐渐淡出了人们的视线,取而代之的是高清视频系统的汹涌浪潮,用户也在此股浪潮的不断冲击下,慢慢习惯了高清视频带给他们的更佳视觉体验与享受。高清视频在带给人们更方便、更智能、更安全生活的同时,同样带来了网络传输以及存储空间的压力。在H.264时代,高清视频伴随的是大量的码流和海量的存储,用户不得不在视觉体验与成本增加之间做出艰难的选择,选择高清的画质,必然带来高额的网络建设费用与存储成本。

在如何面对这一问题上,ITU-TVCEG给出了完美的答案,继H.264之后制定了新的视频编码标准H.265。从编码框架上来说,H.265仍然沿用了H.264的混合编码框架,主要包含:帧内预测(intra prediction)、帧间预测(interprediction)、转换 (transform)、量化 (quantization)、去区块滤波器(deblocking filter)、熵编码(entropy coding)等模块。

菲律宾老虎机,菲律宾老虎机首页 作为新一代的视频压缩标准,H.265最明显的特点是:压缩性能相比当前视频压缩标准H.264提升了一倍。举个例子,在平安城市中炙手可热的1080p全高清布控,H.264标准下1080p需要4M以上的码率来保证图像质量,若采用H.265视频压缩标准,则1080p仅需1~2M左右码流,而整个存储池就可以缩减为原来的一半,或者可以布控比原来多1倍以上的高清点位,又或者可以延长一倍以上的存储时间。之所以造成如此大程度的节省了带宽与存储,根源在于H.265在编码效率上,相较H.264做出了大幅度的提升,主要体现在以下技术细节上面:

从图示可以看出相比H.264, H.265的编码单位可以选择从最小的8x8到最大的64x64。信息量不多的区域(颜色变化不明显,比如天空的灰色部分)划分的宏块较大,编码后的码字较少,而细节多的地方(细节变化较多,比如大楼部分)划分的宏块就相应的小和多一些,编码后的码字较多,这样就相当于对图像进行了有重点的编码,从而降低了整体的码率,编码效率就相应提高了。这个过程有点像“感兴趣区域编码”,针对重要的更多关键细节的部分进行增强划块,无更多关键细节的部分进行简单划块,但是这个过程在H.265上可以自适应识别实现。

总结发现,H.265和H.264主要的技术区别如下:

可以看到,H.265相比H.264最主要的改变是采用了块的四叉树划分结构,采用了从64x64~8x8像素的自适应块划分,并基于这种块划分结构采用一系列自适应的预测和变换等编码技术。除此之外,还引入了全新的SAO(Sample Adaptive Offset)技术,SAO是一种参考帧补偿技术,从而提高帧间预测的准确度。同时,在并行实现方面,H.265也采用了WPP (Wavefront Parallel Processing)和Tile技术,能够充分发挥当前主流处理器的多核并行能力。这些新技术的应用,不但有效地提高压缩性能,也为各种处理器平台的有效实现扩展了空间。

反复的比较测试已经表明,在相同的图像质量下,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1.5~2M左右的码率。

通过以上分析对比不难看到,H.265无论从编码技术、编码性能以及编码效率上,都已经完成了对H.264的全面超越,用户再也不需要在成本与效果之间犹豫不决,H.265编码技术的出现,必将引领监控市场进入一个崭新的高清大时代!