“史上最強(qiáng)”編碼標(biāo)準(zhǔn)如何引爆安防產(chǎn)業(yè)革命？

　　安防視頻監(jiān)控高清化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展正漸入佳境。但幸福往往伴隨著煩惱，比如網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控產(chǎn)生的海量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，如何在有限的帶寬下暢通傳輸，以及如何在有限的空間內(nèi)存儲(chǔ)，目前已成為安防業(yè)界共同的挑戰(zhàn)。隨著H.265橫空出世，此類(lèi)難題有望迎刃而解，諸多廠商也已在2014年北京安博會(huì)上高調(diào)推出相關(guān)的產(chǎn)品和解決方案，給視頻監(jiān)控未來(lái)的發(fā)展應(yīng)用帶來(lái)無(wú)限的遐想空間。

　　一、編解碼壓縮“史上最強(qiáng)”?

　　隨著視頻監(jiān)控高清化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，海量高清視頻采集、傳輸和存儲(chǔ)讓網(wǎng)絡(luò)帶寬及存儲(chǔ)端、顯示端的壓力倍增。如何解決高清化及網(wǎng)絡(luò)化帶來(lái)的“帶寬、存儲(chǔ)、顯示”三大難題，成為安防業(yè)界共同面對(duì)的巨大挑戰(zhàn)。編解碼壓縮技術(shù)的發(fā)展，讓安防業(yè)界頭頂?shù)摹叭笊健被庥跓o(wú)形。

　　在安防領(lǐng)域，現(xiàn)有的主流視音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)共有四類(lèi)，第一類(lèi)為ISO/IEC MPEG制定的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)，如MPEG-7、MPEG-21等;第二類(lèi)為ITU-T VCEG制定的H.26x系列編碼器，包括H.263、H.264、H.265等;第三類(lèi)是我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，主要有AVS、SVAC、AVS2;第四類(lèi)為企業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，如微軟的WMV、谷歌的VP8等。

　　其中，作為新的國(guó)際編解碼標(biāo)準(zhǔn)的H.265，其全稱(chēng)為高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding)，即HEVC。該標(biāo)準(zhǔn)是在原有標(biāo)準(zhǔn)H.264的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)技術(shù)加以改進(jìn)，通過(guò)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)到最優(yōu)化設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了提高壓縮效率、提高魯棒性和錯(cuò)誤恢復(fù)能力、減少實(shí)時(shí)的時(shí)延、減少信道獲取時(shí)間和隨機(jī)接入時(shí)延、降低復(fù)雜度等。

　　業(yè)界反復(fù)的比較測(cè)試表明，在相同的圖象質(zhì)量下，相比于H.264及SVAC標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)H.265編碼的視頻大小將減少大約39%-44%，即在同等的內(nèi)容質(zhì)量上可顯著減少帶寬消耗;主觀視覺(jué)測(cè)試結(jié)果顯示，在碼率減少51%-74%的情況下，H.265編碼視頻的質(zhì)量仍與H.264編碼視頻近似甚至更好。簡(jiǎn)而言之，H.265只需原先的一半帶寬即可傳輸、播放相同質(zhì)量的高清視頻。碼率的大幅下降，則大幅度地降低了視頻的傳輸和存儲(chǔ)成本，同時(shí)為4K超高清顯示提供了支撐。此外，作為通用的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，H.265弱化了行業(yè)應(yīng)用，具備超強(qiáng)的并行處理能力、兼容性和適應(yīng)性，更利于安防向多領(lǐng)域擴(kuò)展。

　　綜合比較結(jié)果證明，H.265無(wú)論在功能還是性能上，都全面超越當(dāng)前視頻壓縮技術(shù)，是無(wú)可爭(zhēng)議的當(dāng)下“最強(qiáng)”視頻壓縮技術(shù)。H.265壓縮編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)把壓縮率提升到了一個(gè)新的高度，在同樣畫(huà)質(zhì)下H.265比H.264可降低50%以上的碼率，這對(duì)于超高清視頻監(jiān)控的產(chǎn)業(yè)化和實(shí)用化具有重要意義，并帶來(lái)全新的體驗(yàn)。

　　二、設(shè)備端聞風(fēng)而動(dòng)搶占先機(jī)

　　近兩年，H.265的風(fēng)潮日益強(qiáng)勁，眾多國(guó)內(nèi)外安防設(shè)備商無(wú)不感受到了變革的氣息：盡管當(dāng)前仍是H.264主宰天下，但H.265掀起的朝代更迭已然啟動(dòng)。

　　2014年8月，?？低曂瞥鰳I(yè)界首款支持H.265的4K NVR;9月，中興力維正式發(fā)布全球首款H.265高清攝像機(jī)并投入商用;10月，?？低曊酵瞥鯤.265一站式產(chǎn)品解決方案，產(chǎn)品涵蓋了從監(jiān)控系統(tǒng)前端采集、中間傳輸、后端存儲(chǔ)、中心解碼、4K高清大屏顯示等全部環(huán)節(jié);2014北京安博會(huì)上，?？?、大華、科達(dá)、天地偉業(yè)等紛紛亮出基于海思Hi3516A芯片的高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)。

　　主流安防廠商不約而同地力推H.265產(chǎn)品及解決方案，但仍無(wú)法掩蓋H.265曲高和寡的尷尬。對(duì)此，華為視頻監(jiān)控領(lǐng)域產(chǎn)品管理部部長(zhǎng)張忠指出，H.265的市場(chǎng)沒(méi)有大規(guī)模起來(lái)，主要原因在于低成本的芯片沒(méi)有大規(guī)模的量產(chǎn)，設(shè)備成本高是目前制約H.265推廣應(yīng)用的主要原因;與此同時(shí)，目前缺乏基于H.265的成熟解碼芯片，所以現(xiàn)在只能用軟解碼的方式。只有芯片廠家的H.265的芯片真正走向量產(chǎn)，才會(huì)有上量的可能，預(yù)計(jì)H.265的IPC大規(guī)模銷(xiāo)售將會(huì)在2015年下半年啟動(dòng)。

　　對(duì)此，浙江宇視科技有限公司平臺(tái)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，HEVC/H.265由于計(jì)算復(fù)雜度和計(jì)算量比H.264多很多，使用傳統(tǒng)的DSP芯片設(shè)計(jì)編解碼器異常困難，所以最佳實(shí)現(xiàn)方案就是使用AISC的SOC方案，但這需要芯片廠家強(qiáng)大的技術(shù)能力?？上驳氖?，我們看到海思已經(jīng)發(fā)布了世上首款HEVC/H.265的Main Profile編碼芯片Hi3516A，并即將推出Hi3536A芯片，安霸也將于2015年初推出相關(guān)編碼芯片。種種跡象表明，2015年將是H.265的第一個(gè)應(yīng)用浪潮年。

　　在解碼芯片方面，據(jù)深圳中興力維技術(shù)有限公司硬件開(kāi)發(fā)部算法應(yīng)用項(xiàng)目經(jīng)理梁立偉介紹，目前全球已有多家公司宣布ARM A9/A15單核支持720P/1080P高清實(shí)時(shí)解碼：2013年1月，博通發(fā)布了BCM7445芯片，是世界上第一個(gè)支持H.265視頻編碼技術(shù)的超高清家庭網(wǎng)關(guān)芯片，它可同時(shí)轉(zhuǎn)碼四個(gè)1080P視頻數(shù)據(jù)流，或解析分辨率為4096×2160的H.265編碼超高清視頻;2014年2月，MTK也推出支持H.265超高清解碼的手機(jī)芯片。預(yù)計(jì)到2015年一季度將有更多廠商推出可正式商用的H.265攝像機(jī)。

　　隨著海思、安霸等芯片廠商陸續(xù)發(fā)布支持H.265的編解碼芯片，相關(guān)的產(chǎn)品線和解決方案有望得以快速豐富和完善。杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司算法高級(jí)經(jīng)理俞海就直言，未來(lái)數(shù)年內(nèi)，H.265將從高到低逐漸覆蓋安防的各類(lèi)應(yīng)用，成為行業(yè)的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　三、自上而下的應(yīng)用浪潮

　　盡管H.265相關(guān)的產(chǎn)品及解決方案仍處于預(yù)熱階段，H.265也將與H.264、SVAC等現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)并行，但業(yè)界對(duì)其帶來(lái)的廣闊應(yīng)用市場(chǎng)前景充滿期待并正努力地進(jìn)行實(shí)踐和探索，更豐富、更智能的安防應(yīng)用將鋪展開(kāi)來(lái)。

　　據(jù)悉，在陜西省寶雞市的校園安保項(xiàng)目建設(shè)中，已經(jīng)大規(guī)模使用中興力維的H.265攝像機(jī)。但蘇州科達(dá)科技股份有限公司研發(fā)中心系統(tǒng)部副經(jīng)理鄢仁祥也指出，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，隨著相關(guān)HEVC編解碼芯片的推出，不少?gòu)S家開(kāi)始推出基于HEVC的IPC和NVR產(chǎn)品，但從市場(chǎng)應(yīng)用來(lái)看，真正的應(yīng)用還是非常少，主要是出于整個(gè)HEVC產(chǎn)業(yè)的成熟度不夠。但HEVC產(chǎn)品將會(huì)在一些特定場(chǎng)合如4K編碼，以及對(duì)帶寬有高要求的移動(dòng)通信率先得到應(yīng)用，然后逐漸普及開(kāi)來(lái)。

　　由于受到編解碼芯片技術(shù)及成本的制約，業(yè)界普遍認(rèn)為H.265的相關(guān)產(chǎn)品將首先部署在高端、高分辨率攝像機(jī)中，應(yīng)用于平安城市及交通等垂直行業(yè)，并將隨著技術(shù)的成熟和成本的下降逐漸向下普及、向商用及民用市場(chǎng)推廣。

　　?？低曈岷ＵJ(rèn)為，目前安防行業(yè)的H.265應(yīng)該說(shuō)還處于展示或者局部試點(diǎn)階段，主要面向超高清等應(yīng)用，未來(lái)有望在主流市場(chǎng)上大規(guī)模展開(kāi)。華為張忠預(yù)計(jì)，2015年下半年H.265的相關(guān)產(chǎn)品將會(huì)在平安城市應(yīng)用首先打開(kāi)局面;在垂直行業(yè)，特別是在金融等存儲(chǔ)錄像時(shí)間較長(zhǎng)的行業(yè)應(yīng)用方面，H.265替代傳統(tǒng)IPC的步伐將會(huì)加快，未來(lái)2年左右支持H.265的IPC會(huì)成為中國(guó)市場(chǎng)的主流。

　　華為張忠還指出，隨著H.265產(chǎn)品規(guī)?；瘧?yīng)用，可以大幅度降低系統(tǒng)的存儲(chǔ)成本和傳輸成本，推動(dòng)4K顯示規(guī)模普及;同時(shí)，H.265的出現(xiàn)將使得采用高清民用安防的成本大幅度降低，促進(jìn)高清民用安防的快速發(fā)展普及，如高清移動(dòng)執(zhí)法應(yīng)用;此外，H.265還必將帶動(dòng)一批高清智能分析算法的加速更新，針對(duì)高清圖像的智能分析算法將會(huì)大規(guī)模出現(xiàn)并應(yīng)用，對(duì)海量云計(jì)算的需求也將快速發(fā)展。

　　四、芯片及ICT廠商能否彎道超車(chē)?

　　H.265興起甚至成為主流乃是大勢(shì)所趨，將助推安防高清化、網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用，并將安防的觸角進(jìn)一步伸向民用市場(chǎng)，而順勢(shì)崛起的領(lǐng)先安防設(shè)備商、ICT廠商也將重新構(gòu)筑安防產(chǎn)業(yè)格局。

　　在視頻監(jiān)控設(shè)備領(lǐng)域，高清及超高清攝像機(jī)、4K大屏顯示系統(tǒng)等有望快速普及。中興力維梁立偉預(yù)計(jì)，2~3年之后，H.265標(biāo)準(zhǔn)將全面應(yīng)用于視頻監(jiān)控產(chǎn)品，更高的壓縮效率無(wú)疑又將推動(dòng)視頻監(jiān)控行業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，隨著H.265逐步取代H.264成為主流，并將持續(xù)、廣泛地應(yīng)用至少十年。

　　而對(duì)于傳統(tǒng)的安防設(shè)備商而言，主流廠商積極推出H.265的產(chǎn)品，缺乏技術(shù)儲(chǔ)備和研發(fā)實(shí)力的中廠商將再次落后于人，而芯片廠商和華為、中興等ICT廠商，將有望借勢(shì)實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)。

　　華為張忠認(rèn)為，H.265作為新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其目的和價(jià)值是降低安防解決方案的成本，因此安防產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展規(guī)律就是不斷降低成本或提升安防管控效率，H.265不是編解碼技術(shù)的終點(diǎn)，仍有巨大的優(yōu)化空間，我們對(duì)H.265技術(shù)的發(fā)展充滿期待?！癏.265落地替代H.264是歷史發(fā)展的必然，無(wú)人能夠阻擋，相較于背負(fù)著產(chǎn)品歷史包袱的傳統(tǒng)安防設(shè)備商，華為等ICT廠家勢(shì)必將抓住這一歷史機(jī)遇進(jìn)入安防產(chǎn)業(yè)，未來(lái)的安防產(chǎn)業(yè)將會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的變化，一批傳統(tǒng)安防公司將被淘汰，一批新型網(wǎng)絡(luò)安防企業(yè)將會(huì)崛起。”張忠談到。

　　技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，還將有力推動(dòng)安防向民用市場(chǎng)的拓展延伸。?？低曈岷ＵJ(rèn)為，H.265的落地推廣，有助于降低高清、超高清在民用市場(chǎng)的使用成本，提高視頻監(jiān)控的有效性，為新一輪的產(chǎn)業(yè)升級(jí)和市場(chǎng)發(fā)展帶來(lái)的機(jī)會(huì)。

　　五、逆襲路上的挑戰(zhàn)

　　H.265作為新生的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，縱然在降低碼率、普及高清及超高清視頻監(jiān)控方面有了極大的提升，但并未有更廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用空間，在技術(shù)、設(shè)備、成本以及專(zhuān)利等方面仍面臨著較大挑戰(zhàn)。

　　在技術(shù)方面，相對(duì)于H.264，H.265的編碼算法復(fù)雜度增加5-10倍，這對(duì)編碼SoC芯片的性能提出了很大的挑戰(zhàn)，尤其是在編解碼效率、功耗、散熱等方面，芯片廠家需要研發(fā)出更高效的編碼芯片，以及更低成本的解碼芯片。H.265的編碼算法復(fù)雜度高，這就要求從技術(shù)上更進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化，這需要TI、高通、海思、安霸等國(guó)內(nèi)外芯片廠商共同努力。

　　在硬件設(shè)備方面，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，都必須有相關(guān)高性能的硬件來(lái)處理H.265的編碼、譯碼等問(wèn)題，而隨著分辨率的提升，對(duì)攝像機(jī)采集端、存儲(chǔ)端和顯示端的設(shè)備要求也隨之提高。

　　在安防市場(chǎng)尤其是民用市場(chǎng)，成本是一個(gè)敏感的痛點(diǎn)，而H.265由于技術(shù)不完善、編碼復(fù)雜程度高而尚未大規(guī)模量產(chǎn)，推高了芯片成本和相關(guān)的設(shè)備成本。與此同時(shí)，由于專(zhuān)利條款的制約，在H.265芯片及相關(guān)設(shè)備規(guī)?；慨a(chǎn)之前，潛在的專(zhuān)利使用費(fèi)仍是一道無(wú)法繞開(kāi)的障礙，這也是當(dāng)前H.265高成本的重要原因。

　　H.265發(fā)展趨勢(shì)日漸明朗，應(yīng)用前景值得期待，但正如H.264一樣，H.265從標(biāo)準(zhǔn)確立到產(chǎn)業(yè)成熟仍需經(jīng)歷一個(gè)發(fā)展的過(guò)程。對(duì)此，四川艾普視達(dá)數(shù)碼科技有限公司產(chǎn)品市場(chǎng)部主管范清華指出，在H.265方案成本降低以前，H.264仍然是最具性價(jià)比的編碼方案;在安防領(lǐng)域尤其是民用安防市場(chǎng)，H.265仍需走過(guò)一段路程，去解決所面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。