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H.265技术或促使视频编码器进入智能化

2014-11-06 18:24:53  

    人类对科技的需求走在前面还是科技的发展走在前面,这个问题困扰了我一段时间,有人会说必然是有人对品质有更高要求才衍生出各种技术的进步啊,但是想想很多技术出现了并不一定很快被普及开来,快的也许几个月,慢的甚至十几年,或许人类生活本不需要那么多点缀,所有技术回归到最基本的需求上来说就最有发展了。闲话少说我们还是来看一下人类视觉体验的技术发展,H.265技术已经出现两年,零星也出现了H.265/HEVC编码器解码器,可普及程度还不到市场的十分之一,其中道理我们详细来谈:

 
  1、H.264编码弊端明显,但仍是市场主流
 
  关于H.264和H.265的对比证据和文章已经不少,我在此简单概括,H.265编码器,在带宽相同时,画面质量比H.264编码器提升至少一倍。相同画质的视频,用H.264编码画面模糊,出现卡顿,“马赛克”满屏,而“H.265体验”观看,视频清晰流畅。目前国外占领导地位的视频编码技术还是主要采用H.264技术。而13年底我国问世首台H.265视频实时编码器,这使我国第一次成为国际视频标准产品化的先驱者,从而结束了拿着高清设备只能看标清的历史。
 
  众所周知,视频编码器用于实现视频源痨数字化和网络化,具体功能包括监控点模拟视音频信息和报警信息的接入、编码/压缩、传输以及外围设备的控制。
 
  尽管网络摄像机正在大量涌现,但因为以下两个原因,视频编码器仍将在网络视频监控系统中占据不可替代的重要位置:一是大量已建的模拟和数字监控系统等待网络化改造,为了保护现有模拟摄像机的投资,这些改造将产生庞大的视频编码器需求;二是市面上网络摄像机的种类不多,难以满足不同用户个性化需求,所以很多场合还必须基于模拟摄像机加视频编码器的模式实现前端的数字化和网络化。
 
  2、H.265编码器让传输与视频管理变得更高效
 
  据研究发现,在模拟技术稳步发展时,IP视频以每年30%增速急速追赶模拟市场。除了技术应用不同外,在大多数情况下两种架构没有太多的交集。
 
  网络视频提高了画面质量、改善管理,并且能够降低系统运营成本。此外它还能提供一个面向未来的平台,良好的网络技术时刻有可能进入百万像素和高清标准。监控市场中有很多种编码器,单通道或多通道连接模拟摄像机,应安装独立的编码器,接近模拟摄像机信号,否则将会影响数字转换结果。
 
  高效率痨视频编码器使网络更加灵活、适应性更强。编码器让模拟信号进入了IP系统,最大的好处就是节约了成本,弥补了技术差距。
 
  3、H.265承接混合编码框架,细节优化极大
 
  H.265虽然沿用了前辈的编码框架,但是优化了每个技术细节,使编码效率极大提升:
 
  1)运动补偿,允许更大的宏块和变换块:
 
  H.265引入了32×32、64×64甚至于128×128的宏块,目的在于减少高清数字视频的宏块个数,减少用于描述宏块内容的参数信息,同时整形变换块大小也相应扩大,用于减少H.264中变换相邻块问的相似系数。
 
  2)使用新的MV(运动矢量)预测方式。
 
  区别于H.264基于空间域的运动矢量预测方式,H.265扩充更加多的方向进行帧内预测,同时将预测块的集合由原来的空间域扩展到时间域及空时混合域,通过率失真准则计算后选择最佳的预测块。使用该方法,在基本模式下测试,在与H.264相同质量的情况下,得到平均为6.1%的压缩增益,复杂图像的压缩增益甚至能提高到20%。
 
  3)更多的考虑并行化设计。
 
  当前芯片架构已经从单核性能逐渐往多核并行方向发展,H.265引入了Entropyslice、WPP等并行运算思路,使用并行度更高的编码算法,更有利于H.265在GPU/DSP/FPGA/ASIC等并行化程度非常高的CPU中快速高效的实现产业化。
 
  4)新添加的Tile划分机制使得以往的slice、帧或GOP为单位的粗粒度数据并行机制更加适合于同构多核处理器上的并行实现。
 
  Dependentslice和WPP机制解决了以往H.264等编码技术中熵编码环节无法并行实现的问题,使得整个编解码过程中DCT、运动估计、运动补偿、熵编码等任务模块的划分更加均衡,显著提高并行加速比。
 
  5)更低的码流。
 
  反复的质量比较测试已经表明,在相同的图象质量下,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%。通过主观视觉测试得出的数据显示,在码率减少51-74%的情况下,H.265编码视频的质量还能与H.264编码视频近似甚至更好。
 
  4、H.265将促使编码器走向智能化
 
  编码器性能随着机械自动化程度的提升而进步,信号转换已经不再是用户的唯一需求,更便利的服务更快的应变更加适应互联网更个性化的需求,这些都会促使编码器走向完善智能化的过程。

 

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