H.265標準自2013年被確認,到如今大企業紛紛推出產品,其發展的趨勢異常火熱。配合著4K技術的發展,H.265編解碼發展越發重要,相信在不遠的將來,會有更多支持H.265的產品推出。
H.265標準的誕生是在有限帶寬下傳輸更高質量的網絡視頻。對于大多數專業人士來說,H.265編碼標準并不陌生,其是ITU-TVCEG繼H.264之后所制定的視頻編碼標準。H.265標準主要是圍繞著現有的視頻編碼標準H.264,在保留了原有的某些技術外,增加了能夠改善碼流、編碼質量、延時及算法復雜度之間的關系等相關的技術。H.265研究的主要內容包括,提高壓縮效率、提高魯棒性和錯誤恢復能力、減少實時的時延、減少信道獲取時間和隨機接入時延、降低復雜度。
H.265技術占據絕對優勢
首先,H.265標準具有靈活的編碼結構。在H.265中,將宏塊的大小從H.264的4×4、8×8、16×16擴展到了32×32、64×64、甚至于128×128的宏塊,以便于高分辨率視頻的壓縮。同時,H.265采用了更加靈活的編碼結構來提高編碼效率,包括編碼單元(CodingUnit)、預測單元(PredictUnit)和變換單元(Transform Unit)。
其次,擁有靈活的塊結構——RQT(Residual Quad-tree Transform)。RQT是一種自適應的變換技術,這種思想是對H.264/AVC中ABT(AdaptiveBlock-sizeTransform)技術的延伸和擴展。對于幀間編碼來說,它允許變換塊的大小根據運動補償塊的大小進行自適應的調整;對于幀內編碼來說,它允許變換塊的大小根據幀內預測殘差的特性進行自適應的調整。大塊的變換相對于小塊的變換,一方面能夠提供更好的能量集中效果,并能在量化后保存更多的圖像細節,但是另一方面在量化后卻會帶來更多的振鈴效應。因此,根據當前塊信號的特性,自適應的選擇變換塊大小,可以得到能量集中、細節保留程度以及圖像的振鈴效應三者最優的折中。
再次,采樣點自適應偏移(Sample Adaptive Offset)。SAO在編解碼環路內,位于Deblock之后,通過對重建圖像的分類,對每一類圖像像素值加減一個偏移,達到減少失真的目的,從而提高壓縮率,減少碼流。采用SAO后,平均可以減少2%~6%的碼流,而編碼器和解碼器的性能消耗僅僅增加了約2%此外,自適應環路濾波(AdaptiveLoopFilter)。ALF在編解碼環路內,位于Deblock和SAO之后,用于恢復重建圖像以達到重建圖像與原始圖像之間的均方差(MSE)最小。ALF的系數是在幀級計算和傳輸的,可以整幀應用ALF,也可以對于基于塊或基于量化樹(quadtree)的部分區域進行ALF,如果是基于部分區域的ALF,還必須傳遞指示區域信息的附加信息。
最后,H.265采用了并行化設計思路。當前芯片架構已經從單核性能逐漸往多核并行方向發展,因此為了適應并行化程度非常高的芯片,H.265引入了很多并行運算的優化思路。
H.265編碼遇存儲難題
H.265編碼在視頻存儲方面也是一大難題,使用藍光光盤存儲4K視頻可行嗎?理論上這是H.264格式編碼的一種擴展,但空間仍然是個難題。采用H.264視頻編碼的4K電影需具備至少100G空間藍光碟片,那么在監控領域你又是否能找到100G支持可擦寫的光盤呢?
換句話說,盡管H.265編碼和芯片已經準備就緒,其仍然缺乏4K內容支持,與現有藍光光盤標準兼容性、存儲空間和回放成為最大絆腳石。或許,這就是H.265最大的挑戰吧。
另外,目前H.265的視頻壓縮技術、區域分類技術,還停留在少數幾個廠家里;如果涉及收費,必然提高設備成本,而這些成本,就會進一步轉嫁到用戶身上。
專家建議
1、H.265必須滿足特定條件:銀行安防系統通常每隔四到五年就進行一次更新換代。隨著視頻監控技術的發展,寬動態性能的提升,攝像機本身性能的增強,會有更多復雜的信息在網絡上傳送,但是帶寬卻沒有提升的前提下,H.265技術才會應用到實際安防項目中。
2、硬件的問題:H.265雖然可以少占用帶寬,卻提高了硬件性能消耗,這就要求不管是前端還是后端,都必須有一個高性能的硬件處理H.265的編碼、解碼等問題。
3、H.265專利問題:隨著市場經濟的發展,將會有很多相應的解決方法或更好的技術,但是這些需要時間做前提。