網絡高清新時代 H.265打破帶寬天花板

2015年12月29日

 

                                       網絡高清新時代 H.265打破帶寬天花板

 
核心提示:  隨著SoC芯片、網絡、圖像處理和視頻編碼等技術的快速發展,視頻監控已經從標清監控時代發展到高清監控時代。視頻監控圖像的
   隨著SoC芯片、網絡、圖像處理和視頻編碼等技術的快速發展,視頻監控已經從標清監控時代發展到高清監控時代。視頻監控圖像的分辨率從標清時代的4CIF、D1,發展到高清監控時代的720P、1080P,甚至很多廠家已經推出了分辨率300萬像素、500萬像素的超高清。為了降低高清視頻傳輸和存儲的壓力,視頻編碼標準從早期的MPEG-2、MPEG-4發展到H.264,壓縮率從幾十倍提高到上百倍。

  一、H.264高清時代的帶寬天花板

  H.264雖是目前性價比最高的編解碼技術,有權威機構統計,80%以上的視頻編碼芯片都支持H.264標準。然而目前H.264標準在高清視頻監控應用中呈現出越來越多的局限性。1080P@30fps的視頻圖像一般需要占用4~10M的帶寬,這給網絡和系統建設帶來了較大的成本壓力。而在4K/8K超高清、60fps/120fps高幀率等情況下,帶寬、成本和技術等壓力會進一步成為制約行業快速向高清化發展的天花板。

  二、H.265讓帶寬天花板化為通行無阻的地板

  2010年4月,ITU-T的視頻編碼專家組VCEG和ISO/IEC的運動圖像專家組MPEG成立視頻編碼聯合工作組JCT-VC,共同研究最新一代視頻編碼標準,其設計目標是比上一代H.264標準提高一倍的壓縮效率,也即同等視頻質量下碼率為H.264的一半。經過全球視頻編碼專家將近3年的技術碰撞,2013年1月,ITU正式發布了該標準的最終草案FDIS,并正式命名為H.265。這一時間離H.264標準的發布已經過去了整整十年,H.265編碼在1080P@25fps的某些場景下只需要幾百Kbps,壓縮率達到了一千倍!帶寬的天花板化為通行無阻的地板。

  一般來說在相同的編碼視頻客觀質量下,H.265編碼的視頻碼流比H.264降低大約39~44%。根據客觀質量測定方法的不同,這個數據略有不同。根據2014年4月結束的第17次JCT-VC會議上發布的視頻主觀質量測試結果,在碼率降低52~64%的情況下,H.265編碼視頻的主觀質量與H.264編碼視頻近似甚至更好,平均可以降低59%。以1080P分辨率為例,4Mbps的H.265編碼碼流即可達到10Mbps的H.264編碼碼流主觀質量,1.5Mbps的H.265碼流即可達到4Mbps的H.264碼流主觀質量。

  三、H.265推動無線高清傳輸成為可能

  2013年3月,迅雷在國內首家推出其與北京大學合作的H.265高清視頻編碼內容,開設H.265對比專區將H.265與H.264兩者之間的對比直接展現在大眾眼前,可以說H.265對于國內互聯網用戶來說已經不是新名詞。H.265的優勢顯而易見,高清傳輸成本直接下降,并為未來4K、8K超高清傳輸打下基礎。

  H.265標準的成熟,會給視頻帶來更高的壓縮比,降低網絡和系統建設成本。根據安防系統建設模型,網絡和存儲設備通常占據建設投資60%以上。如何最大效率降低網絡帶寬和存儲空間,需要從視頻壓縮編碼入手解決,采用H.265標準壓縮效率可以比H.264提升50~60%,根據估算可能帶來的投資節省高達30~35%。H.265標準的應用包括但不限于視頻會議、視頻監控、視頻廣播、視頻拍攝、視頻存儲和流媒體等,特別是在超高清(4Kx2K、8Kx4K)分辨率下壓縮效率有很大提升,可以大大降低網絡帶寬和存儲空間。

  目前4G標準已經開始商用,在1、2年內4G將逐步取代現有的3G網絡。4G的上行和下行帶寬已經達到有線網絡的水平,百兆傳輸成為可能,4G將在視頻監控領域形成一次新的革命。但隨著用戶數量的增加,4G帶寬必然也會受到限制,H.265編碼標準的優勢將顯現出來,能夠很好的解決4G傳輸中的一些技術問題,無線傳輸帶寬被大大提高,使得無線高清傳輸成為可能。

  四、H.265編解碼芯片破解編碼復雜度

  由于H.265標準的優異設計,解碼端復雜度與H.264基本相當,對解碼設備的計算能力和功耗要求不高。目前全球已有多家公司宣布ARMA9/A15單核支持720p/1080p高清實時解碼。2013年1月,博通(Broadcom)在CES上發布了BCM7445,是世界上第一個支持H.265視頻編碼技術的超高清家庭網關芯片,可以支持4Kx2K分辨率的H.265碼流實時解碼,該技術促成超高清電視進入家庭,大屏幕上的圖像質量得到極大提高。2014年2月,MTK也推出支持H.265超高清解碼的手機芯片。

  而H.265編碼復雜度是H.264編碼的5~10倍,這對編碼SoC芯片的性能提出了很大的挑戰,尤其是在功耗、散熱方面,芯片廠家需要研發出更高效的芯片,才能夠應對H.265編碼對硬件的需求。目前幾家國外公司先后推出了H.265編碼IP核(瑞薩、NGCodec、Allegro)。相信2014年會有很多芯片公司大力投入H.265編碼SoC芯片研發,2015年將是H.265編碼SoC芯片的商用元年。

  力維在前兩年就開始關注H.265標準,投入資源進行相關研究,并組建了專門的團隊進行H.265產品的開發預研工作。預計未來2~3年左右,H.265標準將全面應用于視頻監控產品,更高的壓縮效率無疑又將推動視頻監控行業進入一個新的時代。H.264統治了過去的五年,而三年后H.265標準必定會成為主流,并持續至少十年,直到下一代視頻標準出現。

來源:煙臺三和網絡系統有限公司
煙臺三和網絡系統有限公司
王鋼
經營模式 :
經銷批發
所在地區 :
山東省 煙臺市 芝罘區 芝罘屯路12號科技市場115室

地址:山東煙臺科技市場115室

Tel:(86) 0535-6655824

Fax:(86)0535-6666862

http://www.bnbqz.com