H.265技術內容

　　H.265是ITU-T VCEG 繼H.264之后所制定的新的視頻編碼標準。H.265標準圍繞著現有的視頻編碼標準H.264，保留原來的某些技術，同時對一些相關的技術加以改進。

　　H.265的研發目的從命名就可以看出端倪，H.265又名HEVC(High Efficiency Video Coding，高效率視訊編碼)，其最主要的用途就是要進一步降低影片所需的流量，以降低儲存與傳輸的成本。H.265要求在最佳的編碼范本(profile)中，能在維持相同PSNR的前提下，節省以H.264壓縮的1080P監控視頻36%左右的資料量，并且能在影像品質差不多時，將節省的幅度進一步提升到50%。

　　H.265使用先進的技術用以改善碼流、編碼質量、延時和算法復雜度之間的關系，達到最優化設置。具體的內容包括：提高壓縮效率、減少實時的時延、減少信道獲取時間和隨機接入時延、降低復雜度等。

　　H.265技術亮點

　　與H.264相比，雖然H.264的算法優化，可以低于1Mbps的速度實現標清數字圖像傳送，但H.265則可以實現利用1~2Mbps的傳輸速度傳送720P(分辨率1280*720)普通高清音視頻傳送。這是因為相對于H.264，H.265 標準的算法復雜性有了大幅提升，以此獲得較好的壓縮性能。H.265在很多特性上都做了較大的改進：

　　綜合來說，H.265的技術亮點為：

　　靈活的編碼結構

　　在H.265中，將宏塊的大小從H.264的16x16擴展到了64x64，以便于高分辨率視頻的壓縮。

　　靈活的塊結構----RQT(Residual Quad-tree Transform)

　　下圖為主要SIZES上的區別：

　　RQT是一種自適應的變換技術，這種思想是對H.264/AVC中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運動補償塊的大小進行自適應的調整;對于幀內編碼來說，它允許變換塊的大小根據幀內預測殘差的特性進行自適應的調整。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圖像細節，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、細節保留程度以及圖像的振鈴效應三者最優的折中。

　　采樣點自適應偏移(Sample Adaptive Offset)

　　SAO在編解碼環路內，位于Deblock之后，通過對重建圖像的分類，對每一類圖像像素值加減一個偏移，達到減少失真的目的，從而提高壓縮率，減少碼流。采用SAO后，平均可以減少2%~6%的碼流,而編碼器和解碼器的性能消耗僅僅增加了約2%。

　　自適應環路濾波(Adaptive Loop Filter)

　　ALF在編解碼環路內，位于Deblock和SAO之后，用于恢復重建圖像以達到重建圖像與原始圖像之間的均方差(MSE)最小。ALF的系數是在幀級計算和傳輸的，可以整幀應用ALF，也可以對于基于塊或基于量化樹(quadtree)的部分區域進行ALF，如果是基于部分區域的ALF，還必須傳遞指示區域信息的附加信息。

　　并行化設計

　　當前芯片架構已經從單核性能逐漸往多核并行方向發展，因此為了適應并行化程度非常高的芯片實現，HEVC/H.265 引入了很多并行運算的優化思路。

　　H.265技術的優化

　　目前普遍的設備廠商都是在做類似smart H.265技術。根據“大部分監控場景變化較少、背景穩定，監控觀看者通常關注運動目標”的特點，將H.265壓縮技術與智能分析技術相結合，通過建立背景模型和提取前景目標，對前景和背景采用不同的編碼方式，從而在保證主觀質量的前提下，提高編碼壓縮性能，明顯降低碼率。

　　H.265技術的延伸

　　前端采集設備和后端存儲設備支持H.265是前提條件。就現階段來說，H.265設備價格還是相較H.264還是要高一些。H.265的應用還是在一些4K或8K高清攝像機，后端使用大盤位的專用存儲設備來直存，這樣，可以省去一部分H.265硬盤錄像機的需求，同時部署后端軟件監控平臺，可以直接查詢和調取大盤位存儲設備中的錄像資料。

　　微軟Windows 10操作系統中原生內置了 HEVC(高效率視頻編碼，或稱為 H.265)支持，即可以直接通過windows10系統高效率的播放4K或8K的視頻了。作為新一代視頻編碼技術，H.265有著前面幾代編碼技術，如MPEG-4、H.264等無可比擬的優勢，即目前沒有能夠與之競爭的壓縮技術，因此兼容性方面也是一個很大優勢。總之，H.265將會大大促進包括高清視頻在內的視頻應用的快速發展。

　　H.265技術的難題

　　在監控行業，H.265已經被多家芯片方案提供商所支持，但是從實際市場來看，使用H.265的產品還是非常的少。如果已經完成的項目，更換為H.265的網絡攝像機，那么相應的后端存儲也需要更換為支持H.265的產品，這樣的話，整體項目改造的投入過大。

　　對于的新的項目，H.265還是比較新的技術，各個安防廠家基本上還是將H.265納入自己的高端產品線，這樣新項目的整體成本也是要高于使用H.264的設備投入。

　　其實從目前整個監控行業的布局來看，更適合使用H.265的場合就是像4K/8K這樣的需求。更高的清晰度，更低的帶寬。使用H.265可以將原有的帶寬至少降低50%，不管是網絡傳輸，還是后端的存儲空間都能夠得到很大的幫助。