H.265標準的誕生是在有限帶寬下傳輸更高質量的網絡影像。對于大多數(shù)專業(yè)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(xiàn)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量、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、提高影像進化性和錯誤恢復能力、減少實時的時延、減少影像頻道獲取時間和隨機接入時延、降低復雜度。
H.265技術優(yōu)勢哪些? 應用又有什么困難?
H.265技術具有絕對優(yōu)勢
首先,H.265標準具有靈活的編碼結構。在H.265中,將宏塊(Macro Block)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(Coding Unit)、預測單元(Predict Unit)和變換單元(Transform Unit)。
其次,擁有靈活的塊結構—RQT(Residual Quad-tree Transform)。RQT是一種自我調整的變換技術,這種思想是對H.264/AVC ABT(Adaptive Block-size Transform)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(jù)運動補償塊的大小進行自我調整的調整;對于幀內編碼來說,它允許變換塊的大小根據(jù)幀內預測殘差的特性進行自我調整的調整。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影像細節(jié),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(jù)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(jié)保留程度以及影像的振鈴效應三者最優(yōu)的折中。
再次,采樣點自我調整偏移(Sample Adaptive Offset)。SAO在編譯碼環(huán)路內,位于Deblock之后,通過對重建影像的分類,對每一類影像畫素值加減一個偏移,達到減少失真的目的,從而提高壓縮率,減少碼流量。采用SAO后,平均可以減少2%~6%的碼流量,而編碼器和譯碼器的性能消耗僅僅增加了約2%此外,自我調整環(huán)路濾波(Adaptive Loop Filter)。ALF在編譯碼環(huán)路內,位于De-block和SAO之后,用于恢復重建影像以達到重建影像與原始影像之間的均方差(MSE)最小。ALF的系數(shù)是在幀級計算和傳輸?shù)?,可以整幀應用ALF,也可以對于基于塊或基于量化樹(quad tree)的部分區(qū)域進行ALF,如果是基于部分區(qū)域的ALF,還必須傳遞指示區(qū)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(fā)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(yōu)化思路。
H.265編碼遇到存儲難題
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?目前仍是個難處,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空間藍光盤片,那么在監(jiān)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(xiàn)有藍光光盤標準兼容性、存儲空間和回放成為最大絆腳石?;蛟S,這就是H.265最大的挑戰(zhàn)吧。
另外,目前H.265的視頻壓縮技術、區(qū)域分類技術,還停留在少數(shù)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。
在此一些專家的看法是:
1、H.265必須滿足特定條件:銀行安防系統(tǒng)通常每隔四到五年就進行一次更新?lián)Q代。隨著視頻監(jiān)控技術的發(fā)展,寬動態(tài)性能的提升,攝影機本身性能的增強,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、譯碼等問題。
3、H.265專利問題:隨著市場經濟的發(fā)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。