【干货】4K!想说爱你并不容易!
本期导读
监控视频图像从最初的CIF发展到今天的4K视频,在追求高清画质的同时,也面临着传输带宽与存储成本的上升。面对这些问题,我们不得不在图像质量与数据量之间进行取舍,难道高清图像和低成本两者不能兼得吗?
古话说得好“眼见为实,耳听为虚!”,我们已经习惯了用眼睛去确认和辨别事物,在科技飞速发展的今天,不断追求者精细的画质与超高的分辨率。
随着图像识别技术的发展,监控视频已经从单一的提供视频图像到现在的人脸识别、行为分析、人流统计及密度分析等等功能,这些功能的实现无不需要高清的视频图像作为基础。
我们都知道,视频分辨率越高图像画质越清晰,其存储和带宽就越大。譬如4K视频即使采用H.264编码,其码流高达16M是1080P的4倍之多。
2003年,国内首次将H.264引入视频监控应用,至今已经超过十年,H.264的编码效率潜力已经挖掘殆尽。今天我们必须用新的思路或新的技术来突破这个天花板。2013年国际发布了H.265编码标准,相对于前面几代编码算法来说,在编码效率上有着质的提升,同样图像质量下,H.265的码率只有H.264的一半,是H.264当之无愧的“继承者”。因此,H.265一定是未来超高清时代的主流编码算法,是一种“一步到位”的解决方案。
那H.265相较于其前辈有哪些不同之处呢?
H.265旨在在有限带宽下传输更高质量的网络视频,仅需原先的一半带宽即可播放相同质量的视频。这也意味着,我们的智能手机、平板机等移动设备将能够直接在线播放1080p的全高清视频。H.265标准也同时支持4K(4096×2160)和8K(8192×4320)超高清视频。可以说,H.265标准让网络视频跟上了显示屏“高分辨率化”的脚步。
比起H.264/AVC,H.265/HEVC提供了更多不同的工具来降低码率,以编码单位来说,H.264中每个宏块(macroblock/MB)大小都是固定的16x16像素,而H.265的编码单位可以选择从最小的8x8到最大的64x64。
如上图,左图为H.264编码,右图为H.265编码
同时,H.265的帧内预测模式支持33种方向(H.264只支持8种),并且提供了更好的运动补偿处理和矢量预测方法。
反复的质量比较测试已经表明,在相同的图象质量下,相比于H.264,通过H.265编码的视频大小将减少大约39-44%。由于质量控制的测定方法不同,这个数据也会有相应的变化。
通过主观视觉测试得出的数据显示,在码率减少51-74%的情况下,H.265编码视频的质量还能与H.264编码视频近似甚至更好,其本质上说是比预期的信噪比(PSNR)要好。
这些主观视觉测试的评判标准覆盖了许多学科,包括心理学和人眼视觉特性等,视频样本非常广泛,虽然它们不能作为最终结论,但这也是非常鼓舞人心的结果。
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