文/陈乾 浙江宇视科技有限公司IPC高级产品经理
H.265是继H.264之后所制定的新的视频编码标准,在保留H.264某些技术的同时,对一些相关的技术加以改进,用以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系,达到最优化设置。
H.265旨在在有限带宽下传输更高质量的网络视频,自2013年2月被国际电联(ITU)正式批准通过后,一直就受到视频监控市场的高度关注。但与其火热的关注度相反的是,H.265的产品化速度并没想象中的那么快,或者更准确的讲,H.265视频监控产品的市场使用率并没那么高,目前市场中还是以H.264产品为主,那么在这背后到底有哪些因素呢?
H.264宏块划分
H.265宏块划分
H.265的技术优势
H.265编码相较于H.264编码,最大的一个特点是编码单位不同:H.264的编码单位是固定16×16像素的宏块,而H.265的编码宏块可以从8×8像素到64×64像素自适应划分。如果用H.264编码,在更高分辨率下,宏块数量相对越多,编码效率相对越低,并且一旦画面中出现比较简单的背景,比如天空、墙壁、路面等,很多宏块的相似程度很高,这也增加了非常多的冗余信息,导致编码效率降低;而H.265编码针对细节不多的区域可以划分较大、较少的宏块,针对细节多的区域划分较小、较多的宏块,有重点地进行编码,从而编码效率提高,整理码率下降,而这个过程H.265可以自动实现,无需干预(如图1)。
H.265的应用优势
经过业界反复的测试,H.265编码相较于H.264编码能减少40%左右的带宽(测试方法不同,数据存在一定偏差)。在监控应用主流的1080P分辨率下,H.265编码只需要1.5~3Mbps左右的码流,就可以获得与H.264编码4Mbps左右码流相当的图像效果。
码流降低,H.265编码的优势尽显,主要体现在传输与存储两个方面。
在传输上,目前前端摄像机通过3G/4G无线传输已经比较常见,这种组网在很多时候由于供应商网络的原因会存在图像卡顿、冻结等情况,主要是由于3G/4G传输带宽不足以支撑较大的视频码流,不过一旦前端采用H.265编码后,码流降低,图像的显示效果将会大大好转。而随着4K的应用增加,H.265的呼声也随之提高,如果按H.264编码来算,一路4K图像的传输需要前端保证10-16Mbps左右的带宽,而用H.265编码,只需要6-8Mbps左右的带宽——这是很多当前高清监控系统就能提供的,不用再考虑网络改造。
在存储上,码流降低,直接降低了存储空间,这大大降低了监控系统投入的成本:相同的点位数量只需一半左右的硬盘。
H.265的挑战
但从市场反馈来看,H.265还处于叫好不叫座的阶段,市场应用并没那么广,这不得不提到H.265推广中遇到的挑战。
目前在国内主要以国标GB/T 28181作为不同厂家设备对接的标准,部分地区或者行业中还存在相应的地标、行标,但所有这些标准都还没有支持H.265。而即使这些标准开始启动对H.265编码的修订,一般也需要不少时间,而且在前期必定会存在一些磨合问题,需要各个厂家的配合调试。这使得原来应用H.264编码的监控系统无法平滑的过渡到H.265编码,或者扩容一些H.265编码的新产品,很大程度上阻碍了H.265编码的推广。
同时,相较于H.264, H.265技术毕竟还是非常新的一种技术,市场化相对较低,在最开始的一段时间,很多芯片厂商都只是试水这个市场,并未大规模投入生产;而且,就目前已发布的几款H.265芯片来看,相关的软硬件成本偏高,在产品化过程中还涉及到安防厂家大量的研发及测试成本,所以最终产品性价比达不到用户的要求。不过这一挑战已经随着几大安防厂家产品化的进程在慢慢消失。
总体而言,虽然目前H.265还难以取代H.264,但H.265编码技术优势明显,应用前景看好,虽然遇到一些挑战,但随着国内的安防厂商积极推动H.265视频标准的落地,H.265时代终将来临。