來源:CPS中安網 作者:季健佼
眾所周知，高清化、網路化、智慧化是影像監控發展的趨勢。當前整個安防行業的發展，無論是在行業項目如平安城市、交通、銀行、公檢法司系統等行業系統，還是在民用系統如社區、樓宇、家庭看護等，都逐步邁入了高清時代，並且向高解析度持續升級。高清影像監控在向著高清化、網路化持續升級的同時，也面臨著兩個最主要的問題：
網路傳輸頻寬問題
目前高清網路攝影機可以提供100萬、200萬、500萬甚至更高像素的影像，以1080P為例，在畫面流暢、畫質良好的情況下，碼流一般為6~8Mbit左右，如果一個系統中有幾百、上千個高清監控點，那麼整個網路的資料流程就會相當的龐大。在網路傳輸中可能同時有用作儲存的影像流，有即時和重播查看的影像流，有協力廠商系統需要調用的影像流，這樣勢必會給網路交換設備、伺服器等造成非常大的壓力，甚至引發網路崩潰，從而影響整個網路的穩定性。因此，面對有限的網路頻寬如何滿足龐大的資料流程傳輸以及合理規劃影像流的走向，已經成為高清監控必須要解決的首要問題。
海量資料儲存問題
高清影像的儲存會給存放裝置帶來非常大的壓力，除了高碼流會消耗更大的儲存空間外，對存放裝置的穩定性、可靠性、安全性也提出了更高的要求，如果存放裝置性能不足，將會影響影像資料的正常寫入。
有沒有一種方案，既大幅降低碼流，又保證高品質的圖像畫質呢?答案是採用更先進的影像編碼技術H.265/HEVC。與H.264/AVC相比，H.265/HEVC的最大本領是可以在維持畫質基本不變的前提下，讓資料傳輸頻寬縮減至H.264/AVC的一半。
同時其還支持最高為7680×4320的解析度，因此不管是以後的4K或者是更高級別的超高清影像，我們同樣可以通過H.265/HEVC格式進行編碼。
H.265/HEVC的前世今生
2003年前後，ITU-T VCEG(影像編碼專家組)就啟動了名為NGVC(Next-Generation Video Coding)的“探索”工程，其目的即在研究壓縮性能超過H.264/AVC的“下一代影像編碼”方案。但遺憾的是，H.264/AVC已經代表了當時最高水準的視訊壓縮技術，所以幾經努力但收效甚微。
2005年前後，基於H.264/AVC的各種改進方案被搜集起來，並組成了一個名為KTA(Key Technical Areas)的編碼器。KTA算是“下一代影像編碼”方案的一個雛形，並在隨後的幾年時間內不斷沉澱各種改良演算法。2009年6月，在MPEG舉行的call-for-evidence活動中，歷經6年錘煉的KTA被證明：針對高解析度的視頻源，KTA能夠將H.264/AVC的壓縮性能提高約30%。
2010年1月，被“30%提升”激勵的委員們終於挺直腰杆宣佈組建聯合工作組，此次的名號是JCT-VC(Joint
Collaborative Team on Video Coding)，同時向全世界徵集編碼方案。
這種儀式感極強的動作有個術語，稱為CFP(Call for Proposals)。同年4月，JCT-VC舉行了第一次工作組會議，共27份編碼方案參與了激烈的角逐。為了全面評估這些編碼方案，JCT-VC共指定了5類測試影像源，涵蓋了從WQVGA到720P/1080P HD直至Ultra HD在內的各種圖像解析度以及各種典型的圖像幀率和碼率。
另外，JCT-VC還將所有的測試序列分為兩類：其一為Random Access，允許參與評估的編碼方案使用長度為8的GOP進行圖像排列，其典型場景是數位電視廣播應用;另一為Low Delay，此時禁止圖像編碼順序重排列，其典型場景是對時延有嚴格限制的即時會話業務應用。
經過細緻評估分析，最後發現：對比H.264/AVC，在基於幾乎相同的主觀圖像品質的前提下，參與測評方案中的佼佼者能夠節省40%~60%的碼率!換言之，對比現有的H.264/AVC，新提出的編碼提案能夠將壓縮效率提高一倍左右。面對這個祥和愉快的結論，JCT-VC無法淡定了，於是“下一代視頻編碼”工作正式啟動，並冠名為HEVC(High
Efficiency Video Coding)。
與此同時，相應的編碼提案被納入TmuC(Test Model
under Consideration)，成為HEVC最終方案的候選，在隨後的時間內被不斷測試、挑戰和改進。
從2010年開始至2011年1月，工作組發佈了HEVC工作草案第一版(編號JCTVC-D503)，預計全部工作將在2013年內完成。
海思H.265解決方案成就影像監控新價值
2014年9月，全球影像監控半導體解決方案的領導者海思公司將基於H.265/HEVC標準推出業界第一顆高清網路攝影機處理器Hi3516A。該Hi3516A處理器採用海思先進的H.265/HEVC演算法，改善了H.265/HEVC標準固有的圖像振鈴效應，極大減少了大運動場景下的拖尾現象和塊效應，並在保持與H.264/AVC相同的圖像畫質下編碼碼流降低50%。
同時，Hi3516A靈活的高性能ARM Cortex-A7處理器配合海思第二代智慧分析協處理單元IVE2.0，提供車牌辨識、周界防範、人臉辨識等多達40種智慧分析應用。其真正的多幀合成WDR和海思第三代3D降噪技術，即使在惡劣的光照環境下也可提供出色的圖像品質。Hi3516A最高支援500萬像素即時影像編碼，採用海思先進的網路傳輸技術，可實現低於100ms的網傳延遲。
採用海思H.265/HEVC解決方案Hi3516A，將徹底解決困擾高清影像監控發展的兩大難題，成就影像監控新價值。Hi3516A樣片最早可於2014年11月提供，詳細請參見海思半導體官方網站或參觀2014年北京安防展E2C05海思展位。
作者單位：海思半導體有限公司
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