H.265技術(shù)延用 編碼器框架有提升改進
據(jù)了解，目前國外占領(lǐng)導地位的視頻編碼技術(shù)多采用H.264技術(shù)。而新一代視頻編碼器，在帶寬相同時，畫面質(zhì)量提升一倍。相同畫質(zhì)的視頻，用H.264技術(shù)畫面模糊，畫面出現(xiàn)卡的現(xiàn)象，“馬賽克”堆積，而點開“H.265首發(fā)體驗”觀看，視頻清晰流暢。2013年12月，中國首臺H.265視頻實時編碼器在邢臺問世，這使我國在該領(lǐng)域第一次成為國際視頻標準產(chǎn)品化的領(lǐng)跑者，從而結(jié)束了拿著高清設(shè)備只能看標清的歷史。
眾所周知，視頻編碼器用于實現(xiàn)前端信號(視頻、音頻及其它信號)的數(shù)字化壓縮和網(wǎng)絡(luò)化，具體功能包括監(jiān)控點模擬視音頻信息和報警信息的接入、編碼/壓縮、傳輸以及外圍設(shè)備(如攝像機、云鏡、矩陣等)的控制。
與網(wǎng)絡(luò)攝像機最大的差異在于，視頻編碼器的視頻源來自模擬攝像機，需要與模擬攝像機配合使用，而網(wǎng)絡(luò)攝像機是一體化的，本身就集成了模擬視頻采集功能。從目前的情況來看，盡管網(wǎng)絡(luò)攝像機正在大量涌現(xiàn)，但因為以下兩個原因，視頻編碼器仍將在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中占據(jù)不可替代的重要位置：一是大量已建的模擬和數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)亟待網(wǎng)絡(luò)化改造，為了保護現(xiàn)有模擬攝像機的投資，這些改造將產(chǎn)生龐大的視頻編碼器部署需求；二是目前網(wǎng)絡(luò)攝像機的選擇面還遠遠沒有模擬攝像機大，難以滿足不同用戶差異化的應(yīng)用需求，所以很多應(yīng)用場合必須基于模擬攝像機加視頻編碼器的模式實現(xiàn)前端的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化。
編碼器讓存儲與視頻管理變得更高效
據(jù)IMSResearch研究顯示發(fā)現(xiàn)，在模擬技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展時，IP視頻正以每年30%增速大跨步追趕模擬市場。那么兩個不同架構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)不能共同發(fā)展嗎？除了技術(shù)應(yīng)用不同外，在大多數(shù)情況下二者并沒有太多的交集。
IP視頻提高了畫面質(zhì)量、改善管理，降低了系統(tǒng)運營成本。此外它還提供了一個面向未來的平臺，良好的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時刻為百萬像素和高清時代而準備。
視頻編碼器通過模擬攝像機輸入的信號轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字視頻流中，通用的壓縮標準，如M-JPEG，MPEG-4或H.264輸出的視頻格式將是相同的，可以完全融入網(wǎng)絡(luò)攝像機和網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)中。編解碼還內(nèi)置功能還包括視頻移動偵測、篡改報警及視頻分析。
監(jiān)控市場中有很多種編碼器，單通道或多通道連接模擬攝像機，應(yīng)安裝獨立的編碼器，接近模擬攝像機信號，否則將會影響數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果。
視頻編碼器使網(wǎng)絡(luò)更加靈活、適應(yīng)性更強。網(wǎng)絡(luò)被賦予了更多的擴展選項，在新的模擬出身的IP系統(tǒng)中，增加新的攝像機將變得更簡單，從而簡化了系統(tǒng)管理服務(wù)商的工作。傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)專有編碼器會讓你走入死胡同。網(wǎng)絡(luò)建立的開放和互操作標準提供了更大的可能。或許你不理解其中的技術(shù)原理，但是最終會感受到視頻編碼器節(jié)省帶寬和存儲的優(yōu)勢。
通過編碼器讓模擬系統(tǒng)變成了IP系統(tǒng)，最大的好處就是節(jié)約了成本，彌補了技術(shù)差距。一種新的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，可以在任何地方、任何時間實現(xiàn)遠程訪問監(jiān)控圖像，提高圖像質(zhì)量，讓存儲與視頻管理變得更高效。
H.265技術(shù)延用編碼框架提升改進
從編碼框架上來說，H.265仍然沿用了H.264的混合編碼框架，但是每個技術(shù)細節(jié)都有提升或改進。比較大的改進是：1)在圖像分塊以及運動補償、變換方面，支持更大尺寸和種類；2)更多幀內(nèi)/幀間預測、運動矢量預測和變換模式；3)增加環(huán)內(nèi)采樣自適應(yīng)濾波SAO；4)提供TILE模式，更好地支持并行處理等。這些新技術(shù)的應(yīng)用，不但有效地提高壓縮性能，也為各種處理器平臺的有效實現(xiàn)擴展了空間。
1、更大的宏塊和變換塊。相對于H.264的4×4、8×8、16×16宏塊類型，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)字視頻的宏塊個數(shù)，減少用于描述宏塊內(nèi)容的參數(shù)信息，同時整形變換塊大小也相應(yīng)擴大，用于減少H.264中變換相鄰塊問的相似系數(shù)。
2、使用新的MV(運動矢量)預測方式。區(qū)別于H.264基于空間域的運動矢量預測方式，H.265擴充更加多的方向進行幀內(nèi)預測，同時將預測塊的集合由原來的空間域擴展到時間域及空時混合域，通過率失真準則計算后選擇最佳的預測塊。使用該方法，在基本模式下測試，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。當前芯片架構(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中快速高效的實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
4、新添加的Tile劃分機制使得以往的slice、幀或GOP為單位的粗粒度數(shù)據(jù)并行機制更加適合于同構(gòu)多核處理器上的并行實現(xiàn)。Dependentslice和WPP機制解決了以往H.264等編碼技術(shù)中熵編碼環(huán)節(jié)無法并行實現(xiàn)的問題，使得整個編解碼過程中DCT、運動估計、運動補償、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。
