淺談H.265視頻監控在安防行業的應用前景

2015-08-05

全民突击中战力未达到要求 www.bvltd.icu 隨著近年來傳統的標清視頻向1080P、300w、400w、600w的高清視頻全面升級。在高清視頻快速發展下,H.264技術逐漸暴露了一些局限性。

   H.264算法的局限性

   首先,由于分辨率的大大增加,單個宏塊所表示的圖像內容信息大大減少,H.264所采用的4×4或8×8宏塊經過整數變換后,低頻系數相似程度也大大提高,出現大量冗余,導致H.264編碼對高清視頻的壓縮效率明顯降低;其次,H264算法宏塊個數的爆發式增長,會導致每個編碼宏塊的預測模式、運動矢量、參考幀索引和量化級等宏塊級參數信息占用更多碼流資源,在有限帶寬中,分配給真正描述圖像內容的殘差系數信息的可用帶寬明顯減少了;由于分辨率的提高,表示同一個運動的運動矢量幅值也將大大增加,H.264中采用基于空間域的運動矢量預測方式,對運動矢量差編碼使用的是哥倫布指數編碼,該編碼方式的特點是數值越大使用的比特數越多,因此,隨著運動矢量幅值的大幅增加,H264中用來對運動矢量進行預測以及編碼的壓縮率也將逐漸降低;最后,H.264的一些關鍵算法都要求串行編碼,并行度比較低,針對GPU/DSP/FPGA/ASIC等并行化程度非常高的CPU,H.264的這種串行化處理越來越成為制約運算性能的瓶頸。

  H.265算法未來發展趨勢

  基于上述原因,由MPEG和VCEG組成的國際數字視頻壓縮標準組織JVT在2005年已經啟動了下一代數字視頻壓縮標準H.265的規劃,經過這幾年的發展,已經取得了階段性的成果和技術提升。

  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字視頻的宏塊個數,減少用于描述宏塊內容的參數信息,同時整形變換塊大小也相應擴大,用于減少H.264中變換相鄰塊問的相似系數。使用新的MV(運動矢量)預測方式。區別于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%。更多的考慮并行化設計。當前芯片架構已經從單核性能逐漸往多核并行方向發展,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中快速高效的實現產業化。

  H.265算法應用廣闊

  雖然H.265還處于研究階段,但伴隨著高清視頻應用領域的發展需求和硬件技術的發展,H.265的推出只是時間問題。首先,隨著高清化安防監控系統的發展,H.264編碼算法對存儲、網絡、解碼的壓力日趨明顯。制定H.265算法標準可以有效解決這一問題,目前安防行業中H.264算法的應用已普及,從H.264發展而來的H.265在系統兼容、升級、推廣方面存在極大優勢。相信不久的將來,H.265勢必取代H.264,成為安防行業視頻壓縮的主流技術。


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