近年來,隨著H.264標準的推出,視頻獲得上百倍的壓縮,這使得視頻內(nèi)容以網(wǎng)絡化傳輸成為可能,同時隨著對更高圖像品質(zhì)的訴求,要求視頻圖像達到720P/1080P分辨率,H.264編解碼技術(shù)推動高清網(wǎng)絡監(jiān)控時代到來。人類對視頻圖像品質(zhì)的追求是永無止境的,2012年8月,H.265視頻編解碼標準草案正式獲得ITU組織的批準,吹響超高清時代的號角,以更低的技術(shù)成本,獲得更高的壓縮比率(壓縮率較H.264提升30~50%)和更好的圖像質(zhì)量(高達7680X4320分辨率的圖像),隨著H.265產(chǎn)業(yè)鏈的日益成熟,視頻監(jiān)控過渡到超高清時代將是指日可待。
新一代視頻編解碼技術(shù)應用展望
在IP網(wǎng)絡攝像機中,被攝物經(jīng)過鏡頭進入到攝像機中,通過sensor把光轉(zhuǎn)化為可處理的電信號,再通過ISP功能模塊對圖像進行處理校驗,最后由編碼功能模塊進行視頻壓縮處理,輸出視頻壓縮碼流。
經(jīng)過壓縮的碼流通過網(wǎng)絡進行傳輸,由后臺的視頻管理系統(tǒng)(VMS)或網(wǎng)絡視頻錄像機(NVR)實現(xiàn)圖像的存儲和管理。需要上墻播放時,先通過解碼器進行解碼,再在電視墻上實現(xiàn)圖像顯示。
由此可以看出,視頻碼流在視頻監(jiān)控中起著至關(guān)重要的作用,決定著視頻監(jiān)控系統(tǒng)的品質(zhì)、成本和效率等等。當前視頻監(jiān)控領(lǐng)域主流的編解碼標準是H.264和MPEG-4,并圍繞這這些編碼標準構(gòu)建起成熟的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境。
性價比越高的技術(shù)越有生命力。毋庸諱言,H.264是當下性價比最高的編解碼技術(shù),有權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計,80%的視頻芯片支持H.264標準。視頻監(jiān)控在進入網(wǎng)絡時代之后,特別是在當前中國平安城市大聯(lián)網(wǎng)的背景之下,H.264的局限性也不斷凸顯。
第一,客戶不希望高碼流,帶來過高的建設成本。隨著高清在數(shù)碼領(lǐng)域的普及,視頻監(jiān)控客戶也希望享受高清的圖像品質(zhì),而通用1080P的視頻圖像,往往占用6~10M的帶寬,這給網(wǎng)絡建設和系統(tǒng)建設帶來了成本的壓力。像華為基于自己視頻壓縮技術(shù)的積累,根據(jù)不同的拍攝場景,采用更高效的壓縮算法,采用同等畫質(zhì)的情況下,可以比業(yè)界低30%的碼流,這種技術(shù)對大型項目的建設是非常之有意義的。
第二,客戶已不滿足于高清,希望以超高清帶來業(yè)務決策高精確。隨著視頻監(jiān)控應用的普及化,特別像交通和平安城市等領(lǐng)域,傳統(tǒng)1080P的圖像質(zhì)量已經(jīng)滿足不了客戶的需求,客戶希望以超清的圖像獲得業(yè)務更精確的管理,而同時要求帶來成本提升是可接受的。
客戶的需求一直是技術(shù)進步的動力,面對視頻應用不斷向高清晰度、高幀率、高壓縮率方向發(fā)展的趨勢,HEVC(H.265)協(xié)議標準正是在這樣的背景下應運而生。這里我們展望下H.265給視頻監(jiān)控領(lǐng)域帶來的價值。
第一,更高壓縮比,降低端到端建設成本。網(wǎng)絡帶來的好處,攝像頭的可以無限遠,而根據(jù)業(yè)界網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的建設模型,存儲和網(wǎng)絡設備占據(jù)建設投資35~40%,已成為視頻監(jiān)控建設的重中之重,如何最大效率利用傳輸帶寬和存儲空間,根本上解決需要從視頻壓縮碼流入手,采用H.265技術(shù)的視頻壓縮比H.264提升30~50%,根據(jù)測算可能帶來的投資節(jié)省高達20%,甚是可觀。
第二,更高清晰度,更精準的業(yè)務判斷。在數(shù)碼消費領(lǐng)域,1080P視頻已經(jīng)成為主流;視頻監(jiān)控領(lǐng)域1080P正在普及之中,但也有些客戶提出了4Kx2K、8Kx4K的數(shù)字視頻的需求。采用超高清的圖像,可以獲得更大視野范圍,更加清晰的圖像,為業(yè)務決策提供更精準的依據(jù)。另外一方面,智能分析發(fā)展受制一個原因是圖像不夠清晰導致分析的誤判,采用更高的圖像質(zhì)量更容易獲得分析結(jié)果的準確定。
H.265標準是在H.264標準的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,結(jié)合H.264在視頻應用領(lǐng)域的主流地位可以預見H.265協(xié)議在未來廣大的發(fā)展前景。和H.264/AVC相比,在同等PSNR下可節(jié)省約40%的碼率,在同等的主觀質(zhì)量下,比H.264/AVC平均節(jié)省50%的碼率,是H.264/AVC的一半,對720P及以上的高清序列碼率節(jié)省尤為顯著。