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最優(yōu)編解碼標(biāo)準(zhǔn)：H.265 or H.264?
摘要:H.265目前離大規(guī)模部署還有一定距離，長(zhǎng)期來(lái)看，應(yīng)該有很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)是H.264與H.265兩(liǎng)者共存。
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(chēng)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)。相較於其前代技術(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)控的高畫質(zhì)化進(jìn)程在不斷加深著，前端設(shè)備的鏡頭規(guī)格、後端的顯示解析度都在同步提升，而視頻編解碼的標(biāo)準(zhǔn)亦需要隨之而改變。
H.265優(yōu)勢(shì)所在
隨著H.265格式進(jìn)入市場(chǎng)，其逐漸開(kāi)始被部署於高清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(liǎng)種視頻編解碼技術(shù)的工作原理都是通過(guò)比較視頻單幀，來(lái)找出重複幀。這些冗餘部分會(huì)被替換(huàn)為少量可以代表原內(nèi)容的替代數(shù)據(jù)信息。兩(liǎng)者不同的地方在於：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)於CTU分割的增強(qiáng)，以及更好的運(yùn)動(dòng)補償、空間預測(cè)，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還依靠並行計(jì)算來(lái)使自身的編碼過(guò)程更加的迅速。其支持AVX/AVX2、FMA3/FMA4等擴展，並且操作進(jìn)程中圖像的單個(gè)矩形區(qū)域相互獨(dú)立，從而支持並行處理。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(guò)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)於正在向進(jìn)階高畫質(zhì)化、智能化的安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，更優(yōu)秀的圖像質(zhì)量意味著更大的後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(lái)講利大於弊。
但是，H.265目前離大規(guī)模部署還有一定距離，長(zhǎng)期來(lái)看，應(yīng)該有很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)是H.264與H.265兩(liǎng)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(lái)自於優(yōu)化後的H.264技術(shù)（目前H.264是業(yè)界大多數(shù)場(chǎng)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(lái)生產(chǎn)兼容H.265標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、以及專(zhuān)利授權(quán)費(fèi)用。
實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的局限性
根據(jù)ICT-VC（Joint Collaborative Team on Video Coding）的測(cè)試，H.265的壓縮率相較於H.264提升了一倍，但這僅僅是實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試數(shù)據(jù)，並不是實(shí)境測(cè)試的來(lái)的數(shù)據(jù)，因此完全無(wú)法體現(xiàn)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的複雜性。因此，現(xiàn)階段H.265所宣稱(chēng)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(guān)H.264，已經(jīng)在業(yè)界被採用了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(lái)自晶片、板卡生產(chǎn)商的支持，各方面趨於穩(wěn)定。
高額的專(zhuān)利費(fèi)用
另外一個(gè)阻礙H.265大範圍部署的問(wèn)題是專(zhuān)利授權(quán)。H.264使業(yè)界眾多企業(yè)受益，而H.265並不是免費(fèi)的新工具。H.265現(xiàn)階段並未普及，其專(zhuān)利所有權(quán)問(wèn)題也並未統(tǒng)一化解決，帶來(lái)的結(jié)果就是高昂的專(zhuān)利成本。對(duì)於安防企業(yè)來(lái)說(shuō)這是不得不面對(duì)的問(wèn)題，而且需要認(rèn)真對(duì)待考慮，因為關(guān)係到生產(chǎn)製造，以及為客戶(hù)帶來(lái)的成本增加：為了兼容新標(biāo)準(zhǔn)前後端設(shè)備都需要更新升級(jí)，如何能夠讓客戶(hù)確信一切的額外支出是值得的？
視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展後續(xù)
視頻編解碼的發(fā)展基本可以按10年為一階段來(lái)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)主要在於DVD播放器，標(biāo)清電視。MPEG2可以很好的被用於這些設(shè)備。隨後，H.264的出現(xiàn)吻合了IT、移動(dòng)網(wǎng)際網(wǎng)路、HD解析度等需求，促進(jìn)了HD數(shù)位電視、網(wǎng)際網(wǎng)路視頻、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，將被用於Ultra-HD超高清場(chǎng)景、以及雲計(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，定位於創(chuàng)立網(wǎng)際網(wǎng)路視頻標(biāo)準(zhǔn)。其成員包括一眾網(wǎng)際網(wǎng)路和科技相關(guān)企業(yè)，如微軟、谷歌、因特爾、亞馬遜等。
對(duì)於安防來(lái)說(shuō)，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，因此並沒有全局最優(yōu)的編解碼標(biāo)準(zhǔn)，只有應(yīng)對(duì)場(chǎng)景需求最為合適的標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)，可以預見(jiàn)的是，視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)演變會(huì)因為不同組織機(jī)構(gòu )之間的投入、競(jìng)爭(zhēng)而加快，或許將來(lái)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。
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摘要:H.265目前離大規(guī)模部署還有一定距離，長(zhǎng)期來(lái)看，應(yīng)該有很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)是H.264與H.265兩(liǎng)者共存。
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(chēng)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)。相較於其前代技術(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)控的高畫質(zhì)化進(jìn)程在不斷加深著，前端設(shè)備的鏡頭規(guī)格、後端的顯示解析度都在同步提升，而視頻編解碼的標(biāo)準(zhǔn)亦需要隨之而改變。
H.265優(yōu)勢(shì)所在
隨著H.265格式進(jìn)入市場(chǎng)，其逐漸開(kāi)始被部署於高清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(liǎng)種視頻編解碼技術(shù)的工作原理都是通過(guò)比較視頻單幀，來(lái)找出重複幀。這些冗餘部分會(huì)被替換(huàn)為少量可以代表原內(nèi)容的替代數(shù)據(jù)信息。兩(liǎng)者不同的地方在於：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)於CTU分割的增強(qiáng)，以及更好的運(yùn)動(dòng)補償、空間預測(cè)，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還依靠並行計(jì)算來(lái)使自身的編碼過(guò)程更加的迅速。其支持AVX/AVX2、FMA3/FMA4等擴展，並且操作進(jìn)程中圖像的單個(gè)矩形區(qū)域相互獨(dú)立，從而支持並行處理。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(guò)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)於正在向進(jìn)階高畫質(zhì)化、智能化的安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，更優(yōu)秀的圖像質(zhì)量意味著更大的後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(lái)講利大於弊。
但是，H.265目前離大規(guī)模部署還有一定距離，長(zhǎng)期來(lái)看，應(yīng)該有很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)是H.264與H.265兩(liǎng)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(lái)自於優(yōu)化後的H.264技術(shù)（目前H.264是業(yè)界大多數(shù)場(chǎng)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(lái)生產(chǎn)兼容H.265標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、以及專(zhuān)利授權(quán)費(fèi)用。
實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的局限性
根據(jù)ICT-VC（Joint Collaborative Team on Video Coding）的測(cè)試，H.265的壓縮率相較於H.264提升了一倍，但這僅僅是實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試數(shù)據(jù)，並不是實(shí)境測(cè)試的來(lái)的數(shù)據(jù)，因此完全無(wú)法體現(xiàn)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的複雜性。因此，現(xiàn)階段H.265所宣稱(chēng)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(guān)H.264，已經(jīng)在業(yè)界被採用了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(lái)自晶片、板卡生產(chǎn)商的支持，各方面趨於穩(wěn)定。
高額的專(zhuān)利費(fèi)用
另外一個(gè)阻礙H.265大範圍部署的問(wèn)題是專(zhuān)利授權(quán)。H.264使業(yè)界眾多企業(yè)受益，而H.265並不是免費(fèi)的新工具。H.265現(xiàn)階段並未普及，其專(zhuān)利所有權(quán)問(wèn)題也並未統(tǒng)一化解決，帶來(lái)的結(jié)果就是高昂的專(zhuān)利成本。對(duì)於安防企業(yè)來(lái)說(shuō)這是不得不面對(duì)的問(wèn)題，而且需要認(rèn)真對(duì)待考慮，因為關(guān)係到生產(chǎn)製造，以及為客戶(hù)帶來(lái)的成本增加：為了兼容新標(biāo)準(zhǔn)前後端設(shè)備都需要更新升級(jí)，如何能夠讓客戶(hù)確信一切的額外支出是值得的？
視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展後續(xù)
視頻編解碼的發(fā)展基本可以按10年為一階段來(lái)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)主要在於DVD播放器，標(biāo)清電視。MPEG2可以很好的被用於這些設(shè)備。隨後，H.264的出現(xiàn)吻合了IT、移動(dòng)網(wǎng)際網(wǎng)路、HD解析度等需求，促進(jìn)了HD數(shù)位電視、網(wǎng)際網(wǎng)路視頻、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，將被用於Ultra-HD超高清場(chǎng)景、以及雲計(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，定位於創(chuàng)立網(wǎng)際網(wǎng)路視頻標(biāo)準(zhǔn)。其成員包括一眾網(wǎng)際網(wǎng)路和科技相關(guān)企業(yè)，如微軟、谷歌、因特爾、亞馬遜等。
對(duì)於安防來(lái)說(shuō)，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，因此並沒有全局最優(yōu)的編解碼標(biāo)準(zhǔn)，只有應(yīng)對(duì)場(chǎng)景需求最為合適的標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)，可以預見(jiàn)的是，視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)演變會(huì)因為不同組織機(jī)構(gòu )之間的投入、競(jìng)爭(zhēng)而加快，或許將來(lái)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。
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