【CPS中安網(wǎng) cps.com.cn】談到提高視頻監(jiān)控的視頻流質(zhì)量，不能不提H.265，目前最高效的視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。H.265又稱HEVC（High Efficiency Video Coding），是旨在大幅度降低視頻流碼率而同時(shí)保持最高可用圖像質(zhì)量的視頻編碼技術(shù)。相較于其前代技術(shù)（H.264）, H.265能提供大約一倍的壓縮比，同時(shí)保證視頻質(zhì)量相同；或者保證碼流相同的情況下大幅提升圖像質(zhì)量。其理論最高解析度達(dá)到了8192*4320，囊括了8K UHD格式。

　　隨著IPC的快速發(fā)展和大量部署，安防視頻監(jiān)控的高清化進(jìn)程在不斷加深著，前端設(shè)備的鏡頭規(guī)格、后端的顯示分辨率都在同步提升，而視頻編解碼的標(biāo)準(zhǔn)亦需要隨之而改變。

　　H.265優(yōu)勢所在

　　隨著H.265格式進(jìn)入市場，其逐漸開始被部署于高清IP攝像機(jī)、NVR產(chǎn)品中。H.265因其算法的效率提高，可以減少約50%的存儲(chǔ)容量。H.265和H.264兩種視頻編解碼技術(shù)的工作原理都是通過比較視頻單幀，來找出重復(fù)幀。這些冗余部分會(huì)被替換為少量可以代表原內(nèi)容的替代數(shù)據(jù)信息。兩者不同的地方在于：H.265技術(shù)放大/縮小CTU（coding tree unit）塊的能力。H.265的CTU大小為4*4 —64*64之間，而H.264技術(shù)只允許大小為16*16的CTU塊。對(duì)于CTU分割的增強(qiáng)，以及更好的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、空間預(yù)測，需要大量的信號(hào)處理能力的提升。

　　除了利用CTU實(shí)現(xiàn)降低碼流，H.265還依靠并行計(jì)算來使自身的編碼過程更加的迅速。其支持AVX/AVX2、FMA3/FMA4等擴(kuò)展，并且操作進(jìn)程中圖像的單個(gè)矩形區(qū)域相互獨(dú)立，從而支持并行處理。H.265還具備一項(xiàng)H.264不具備的能力即WPP（Wavefront Parallel Processing）技術(shù), 一種能夠使壓縮過程更具效率的決策樹技術(shù)。

　　總結(jié)而言，H.265壓縮技術(shù)是一種高效的視頻編碼技術(shù)，在三個(gè)方面相較其前身技術(shù)取得了大幅度的提升。H.265技術(shù)意味著更流暢的視頻播放、更低的延遲、和更小的存儲(chǔ)空間。對(duì)于正在向進(jìn)階高清化、智能化的安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域來說，更優(yōu)秀的圖像質(zhì)量意味著更大的后期智能處理分析操作空間；更低的碼流和存儲(chǔ)空間意味著更低的總擁有成本，技術(shù)角度來講利大于弊。

　　但是，H.265目前離大規(guī)模部署還有一定距離，長期來看，應(yīng)該有很長一段時(shí)期內(nèi)是H.264與H.265兩者共存。

　　H.265的發(fā)展阻礙

　　目前，H.265技術(shù)的發(fā)展阻礙很大程度來自于優(yōu)化后的H.264技術(shù)（目前H.264是業(yè)界大多數(shù)場景可用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)），以及高昂的升級(jí)成本。除此之外，影響H.265的發(fā)展的原因或許還應(yīng)該考慮到產(chǎn)業(yè)鏈因素——改良生產(chǎn)設(shè)備及工藝來生產(chǎn)兼容H.265標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、以及專利授權(quán)費(fèi)用。

　　▎實(shí)驗(yàn)室測試的局限性

　　根據(jù)ICT-VC（Joint Collaborative Team on Video Coding）的測試，H.265的壓縮率相較于H.264提升了一倍，但這僅僅是實(shí)驗(yàn)室的測試數(shù)據(jù)，并不是實(shí)境測試的來的數(shù)據(jù)，因此完全無法體現(xiàn)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的復(fù)雜性。因此，現(xiàn)階段H.265所宣稱的相較H.264壓縮性能一倍的提升依然停留在理論數(shù)值上。

　　反觀H.264，已經(jīng)在業(yè)界被采用了10年以上，性能表現(xiàn)已經(jīng)被使用者所熟知，同時(shí)有著最為豐富的編碼器和解碼器配套選擇，產(chǎn)業(yè)鏈方面擁有來自芯片、板卡生產(chǎn)商的支持，各方面趨于穩(wěn)定。

　　▎高額的專利費(fèi)用

　　另外一個(gè)阻礙H.265大范圍部署的問題是專利授權(quán)。H.264使業(yè)界眾多企業(yè)受益，而H.265并不是免費(fèi)的新工具。H.265現(xiàn)階段并未普及，其專利所有權(quán)問題也并未統(tǒng)一化解決，帶來的結(jié)果就是高昂的專利成本。對(duì)于安防企業(yè)來說這是不得不面對(duì)的問題，而且需要認(rèn)真對(duì)待考慮，因?yàn)殛P(guān)系到生產(chǎn)制造，以及為客戶帶來的成本增加：為了兼容新標(biāo)準(zhǔn)前后端設(shè)備都需要更新升級(jí)，如何能夠讓客戶確信一切的額外支出是值得的？

　　視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展后續(xù)

　　視頻編解碼的發(fā)展基本可以按10年為一階段來總結(jié)：1994年，MPEG2規(guī)格出現(xiàn)。2003年，H.264標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)。2013年，H.265出現(xiàn)。

　　當(dāng)MPEG2出現(xiàn)的時(shí)候，業(yè)界的焦點(diǎn)主要在于DVD播放器，標(biāo)清電視。MPEG2可以很好的被用于這些設(shè)備。隨后，H.264的出現(xiàn)吻合了IT、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、HD分辨率等需求，促進(jìn)了HD數(shù)字電視、互聯(lián)網(wǎng)視頻、移動(dòng)視頻、視頻監(jiān)控、藍(lán)光視頻等等應(yīng)用的發(fā)展。而H.265也有自己的用武之地，將被用于Ultra-HD超高清場景、以及云計(jì)算等等超前應(yīng)用當(dāng)中。

　　隨著H.265的發(fā)展和應(yīng)用，其創(chuàng)建機(jī)構(gòu)ICT-VC建立了新的團(tuán)隊(duì)（IVET），聚焦更強(qiáng)的壓縮技術(shù)。同時(shí)，另一機(jī)構(gòu)AOM（Alliance for Open Media）成立，定位于創(chuàng)立互聯(lián)網(wǎng)視頻標(biāo)準(zhǔn)。其成員包括一眾互聯(lián)網(wǎng)和科技相關(guān)企業(yè)，如微軟、谷歌、因特爾、亞馬遜等。

　　對(duì)于安防來說，H.265標(biāo)準(zhǔn)具有其技術(shù)領(lǐng)先性，但H.264在現(xiàn)階段更具可用性和經(jīng)濟(jì)性，因此并沒有全局最優(yōu)的編解碼標(biāo)準(zhǔn)，只有應(yīng)對(duì)場景需求最為合適的標(biāo)準(zhǔn)。不過，可以預(yù)見的是，視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)演變會(huì)因?yàn)椴煌M織機(jī)構(gòu)之間的投入、競爭而加快，或許將來的視頻編解碼發(fā)展之路將不再遵循10年為一階段的發(fā)展規(guī)律，而進(jìn)入更快的發(fā)展節(jié)奏。