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中國安防展覽網(wǎng) 訪談】視頻編解碼技術(shù)堪稱數(shù)字視頻監(jiān)控的核心和靈魂,對(duì)于當(dāng)前的編解碼技術(shù)主要有哪些?其技術(shù)原理和核心技術(shù)有哪些?現(xiàn)有的編解碼技術(shù)的技術(shù)現(xiàn)狀是怎樣?其應(yīng)用現(xiàn)狀又是如何?諸多相關(guān)問題,相信都是人們感興趣的,以下將進(jìn)行一一分解。
1、現(xiàn)有的編解碼技術(shù)主要有哪些?其技術(shù)原理和核心技術(shù)有哪些? 目前常用的編解碼技術(shù)主要有MPEG-4、H.264/AVC、HEVC(H.265)、SVAC、Smart265等,特別是在視頻監(jiān)控領(lǐng)域,MPEG-4、H.264/AVC占據(jù)了主要市場,在2015年H.265編解碼產(chǎn)品也開始推廣,并逐漸增大市場需求,有替代H.264的趨勢。
無論是哪種編解碼技術(shù),其核心主要是為了能夠在保障視頻效果的同時(shí),盡可能的去降低傳輸帶寬,因?yàn)橐曨l數(shù)據(jù)的相關(guān)性,使視頻數(shù)據(jù)流中有著大量的冗余(比如:在不同時(shí)間表達(dá)的內(nèi)容都是一致的),為了消除這些冗余,用少量的信息來表達(dá)相關(guān)性,一般有幀內(nèi)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、幀間數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、熵編碼壓縮技術(shù)。
采用幀間壓縮技術(shù),主要去除時(shí)域冗余信息,一般有運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)表示、運(yùn)動(dòng)估計(jì)來組成;使用幀間編碼和熵編碼技術(shù),可以去除空域冗余信息,一般有變化編碼、量化編碼、熵編碼等組成;
紅蘋果談編解碼技術(shù):H.265的發(fā)展勢不可擋
2、現(xiàn)有的編解碼技術(shù)的技術(shù)現(xiàn)狀是怎樣?其應(yīng)用現(xiàn)狀又是如何? 目前視頻監(jiān)控領(lǐng)域主要采用MPEG-4、H.264/AVC編解碼技術(shù),在該領(lǐng)域,用戶關(guān)系的是視頻的清晰度和高額的存儲(chǔ)成本,那么H.264與HPEG-4相比,在壓縮效率上更低,對(duì)高分辨率的支持也更為良好,所以H.264的產(chǎn)品更多,但考慮到兼容性的問題,一般后端設(shè)備基本上都保持兩種技術(shù)的同時(shí)應(yīng)用。
那么隨著視頻監(jiān)控高清化的全面邁進(jìn)和對(duì)4K、8K大分辨率的需求,H.264略顯力不從心。H.265更優(yōu)的算法、更高的壓縮率及更低的延遲性,為H.265在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展提供了*的條件,使H.265的發(fā)展成為必然趨勢,但H.265更為苛刻的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),讓更多的廠商談之色變。
3、各編解碼技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式是怎樣? H.264主要包含主要也包含,幀內(nèi)預(yù)測(intraprediction)、幀間預(yù)測(interprediction)、轉(zhuǎn)換(transform)、量化(quantization)、去區(qū)塊濾波器(deblockingfilter)、熵編碼(entropycoding)等模塊。幀內(nèi)數(shù)據(jù)壓縮采用了16*16塊和4*4塊的幀內(nèi)預(yù)測,幀間數(shù)據(jù)壓縮中所需要的運(yùn)動(dòng)估計(jì),采用了高精度的1/2像素差值預(yù)測、1/4像素差值預(yù)測和1/8像素差值預(yù)測技術(shù);
H.264采用一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測值,對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量差編碼使用的是哥倫布指數(shù)編碼,該編碼方式的特點(diǎn)是數(shù)值越小使用的比特?cái)?shù)越少。因此,隨著運(yùn)動(dòng)矢量幅值的大幅增加,H.264中用來對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行預(yù)測以及編碼的方法壓縮率將逐漸降低,
H.265標(biāo)準(zhǔn)是在H.264標(biāo)準(zhǔn)上發(fā)展起來的,保留原來的技術(shù)優(yōu)勢,同時(shí)對(duì)一些相關(guān)的技術(shù)加以改進(jìn),所以實(shí)現(xiàn)方式上基本與H.264保持一致。新技術(shù)主要用于改善碼流、編碼質(zhì)量、延時(shí)和算法復(fù)雜度之間的關(guān)系,達(dá)到優(yōu)化設(shè)置。
4、各編解碼技術(shù)在實(shí)現(xiàn)方式上有何差異? 上個(gè)問題中,我們提到了H.265與H.264的實(shí)現(xiàn)方式保持一致,區(qū)別僅在一些技術(shù)原理上,比如:在幀內(nèi)預(yù)測上H.264僅支持8個(gè)方向的預(yù)測,而H.265卻支持33個(gè)方向的預(yù)測;在編碼單元中H.264僅支持16*16的宏塊處理,而H.265卻支持8*8到64*64宏塊的選擇;H.265在4K和8K的編解碼處理標(biāo)準(zhǔn)中也有著明確的定義;H.265的編碼優(yōu)化為傳輸和存儲(chǔ)節(jié)約了更多的帶寬,在同等視頻效果中,節(jié)約了50%的帶寬。
5、貴公司所使用的編解碼技術(shù)有哪些?主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域的產(chǎn)品? 紅蘋果目前所使用的編解碼技術(shù)主要集中在MPEG-4、H.264和H.265。主要應(yīng)用在高清網(wǎng)絡(luò)數(shù)字矩陣、高清解碼器、智能視頻顯控系統(tǒng)、流媒體服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)鍵盤等相關(guān)產(chǎn)品中,特別是在2016年將全線鋪開高清H.265產(chǎn)品。
6、貴公司在使用編解碼技術(shù)過程中所遇到的技術(shù)難點(diǎn)是什么?如何應(yīng)對(duì)的?
1)兼容性,作為后端設(shè)備制造商,在產(chǎn)品上要有足夠的兼容能力;
2)帶寬要求,實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中,有部分客戶沒有充分考慮到后端的帶寬壓力,在交換節(jié)點(diǎn)中沒有給予足夠的傳輸帶寬,導(dǎo)致后端產(chǎn)品解碼的不穩(wěn)定性,使視頻流暢性、實(shí)時(shí)性等收到較大的影響;
3)傳輸?shù)亩鄻有?,編解碼技術(shù)往往定義到了數(shù)據(jù)的編碼為止,對(duì)傳輸就不在控制,往往部分廠商在封包過程中加了一些自定義的內(nèi)容。
7、您認(rèn)為,MPEG-X、H.26X系列、SVAC系列、Smart265等各類編解碼技術(shù)分別有怎樣的優(yōu)勢和劣勢? H.265的技術(shù)優(yōu)勢主要表現(xiàn)在:
1)更低的傳輸帶寬;
2)更大、更靈活的宏塊處理和變換塊;
3)使用新的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測方式。區(qū)別于H.264基于空間域的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測方式,H.265擴(kuò)充更加多的方向進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測,同時(shí)將預(yù)測塊的集合由原來的空間域擴(kuò)展到時(shí)間域及空時(shí)混合域,通過率失真準(zhǔn)則計(jì)算后選擇佳的預(yù)測塊;
4)更多的考慮并行化設(shè)計(jì),H.265引入了Entropyslice、WPP等并行運(yùn)算思路,使用并行度更高的編碼算法;
5)魯棒性的提升,使對(duì)產(chǎn)品的可靠性得以提升;
6)更高的分辨率定義,視頻圖像支持了4K和8K分辨率;
7)更高的視頻幀率,視頻幀率從30fps向60fps,120fps甚至240fps的超高幀率;
8、各類編解碼技術(shù)在推廣過程中分別遇到了哪些阻礙?該如何應(yīng)對(duì)? H.265及MPEG-4已全面推廣和應(yīng)用,我們主要說一下H.265的推廣,首先H.265編解碼的IC目前也僅有海思等少量廠商已推出芯片;
其次,行業(yè)的發(fā)展,在視頻監(jiān)控領(lǐng)域和電視機(jī)領(lǐng)域,H.265已逐步支持,但要想全面的推廣,電影、傳媒、手機(jī)終端、媒體播放器、游戲、投影、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等占據(jù)重要的市場份額;
后,H.265苛刻的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),相比H.264低廉的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(事實(shí)MPEGLA已經(jīng)放開H.264的授權(quán)),H.265的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是推廣的首要因素,在視頻監(jiān)控領(lǐng)域,H.265的低帶寬優(yōu)勢及市場量小的緣故,可以快速推廣,但在其它領(lǐng)域,高額的費(fèi)不得不被各廠商慎重考慮了。
9、編解碼技術(shù)的發(fā)展趨勢怎樣?您怎樣看? 目前來看,H.265在安防領(lǐng)域的發(fā)展勢不可擋,當(dāng)前,部分安防企業(yè)已經(jīng)推出H.265產(chǎn)品,但配合存儲(chǔ)及后端解碼的H.265推廣的還不是特別多,預(yù)計(jì)在2016年大部分安防企業(yè)將會(huì)全線推出H.265產(chǎn)品。