Видео h265

Содержание

Все, что вам нужно знать о HEVC / H.265

Видео h265

Возможно, вы много слышали о HEVC / H.265 в последнее время. С ростом популярности видео 4K компания Apple применила такой новый отраслевой стандарт в операционных системах Mac Hight Sierra и iOS 11.

По сравнению с H.264 H.265 / HEVC имеет большие преимущества, но каковы они? И действительно ли вы можете воспользоваться преимуществами такого H.265 / HEVC? Ниже я подробно расскажу о HEVC / H.

265 и надеюсь, что это будет полезно.

Что такое HEVC / H.265?

HEVC означает Высокоэффективное кодирование видео, также известное как H.

265 и MPEG-H Part 2, – это новейший и самый современный стандарт сжатия видео, разработанный совместно MPEG и VCEG, который отличается более высокой эффективностью кодирования и улучшенным качеством видео.

HEVC способен сжимать видео с двойной степенью сжатия данных, но ему требуется лишь половина битрейта, чтобы сохранить то же качество видео и уменьшить объем памяти вдвое по сравнению с H.264.

Почему приходит HEVC / H.265?

Как вы, возможно, знаете, в мире появляется все больше и больше видео 4K и 8K, в то время как для таких видео высокого разрешения требуется много места, что делает невозможным их загрузку и потоковую передачу с наилучшим качеством. Для того чтобы уменьшить пространство для хранения, но сохранить то же качество и на основе H.264, здесь применяется технология кодирования HEVC.

HEVC может легко доставлять видеоконтент на ваш Apple TV, компьютер, даже iPhone или другие портативные устройства с высоким качеством и меньшим пространством. Если вам нравится воспроизводить видео HEVC / H.

265, вы можете сначала декодировать файлы и воспроизводить их через медиаплеер. Тем не менее, вы также можете конвертировать DVD в кодек H.265 чтобы получить половину размера, но равное качество видео.

Поэтому многие потребительские устройства и операционные системы поддерживают HEVC / H.265 постепенно.

Производительность, преимущества и недостатки H.265

H.265 предназначен для передачи видео более высокого качества при ограниченной пропускной способности, которая уменьшается вдвое. Это означает, что мы можем наслаждаться видео высокого разрешения 1080p с нашим смартфоном и планшетами онлайн. Стандарт H.265 идет в ногу с высоким разрешением дисплея.

Основным преимуществом H.265 является то, что H.265 имеет лучшую производительность сжатия и более низкий коэффициент использования полосы пропускания, что может еще больше снизить проектную скорость потока, чтобы снизить стоимость хранения и передачи.

И теперь многие устройства с высоким разрешением 4K, такие как 4K Blu-ray Player или другие потоковые медиаплееры, поддерживают H.265. Кстати, вы также можете конвертировать H.265 в другие совместимые форматы с бесплатный конвертер H.

265 для воспроизведения на ваших устройствах.

Стоит отметить, что инвестиции в H.265 огромны, особенно после H.264; многие промышленные компании будут колебаться при выборе H.265. С другой стороны, H.265 имеет 3 патентных пула с различными структурами ценообразования и условиями. Неясность лицензионных платежей остановила принятие H.265.

Развитие и текущее состояние H.265

Сейчас H.265 все чаще поддерживается многими платформами и операционными системами, но не получает широкой поддержки.

Успешная популяризация видеостандарта зависит от нескольких аспектов, включая решение организации по стандартизации, появление конкурентов, области применения и роялти. В отличие от H.264, H.

265 требует высоких лицензионных отчислений, которые взимаются HEVC Advance, независимый администратор лицензирования.

Как и разработка дисплея с высоким разрешением, H.265 тоже будет развиваться. Несмотря на промышленного конкурента VP9 и другие ограниченные факторы, H.265 найдет выход и получит широкую популярность.

Скажите разницу: H.265, H.265 + и x265

Сталкивались ли вы когда-нибудь с H.265 + или x265, когда имеете дело с видеоформатами / кодами? Они такие же, как H.265? Очевидно, что это не так. Ниже я хотел бы подробно представить H.265 + и x265 и показать разницу между ними и H.265.

1. H.265 против H.265 plus (H.265 +)

H.265 + – это улучшенная технология сжатия видео, основанная на своей предшественнице H.265, которая может дополнительно снизить наполовину битрейт, чем H.265, что означает, что она может снизить пропускную способность и потребление памяти.

Технология H.265 + объединяет технологии SmartP и AVBR для повышения эффективности сжатия. Это передовая технология привязки, используемая исключительно в видеокодере Hisilicon. С H.

265 + IP-камера может передавать видеопоток 1080P со скоростью до 500 кбит / с.

Источник: https://www.videosolo.com/ru/tutorials/what-is-hevc.html

H.265 vs H.264 сравнение форматов видео. Что такое HEVC и AVC

Видео h265

H.265 vs H.264 – сравнение современных форматов сжатия видео.

H.265 (HEVC), в отличии от H.264 (AVC), становится наиболее часто используемым форматом для сжатия видео и записи контента 4K / 8K UHD, не говоря уже о видео HD / SD.

Увеличение количества видео 4K и 8K бросает вызов текущему стандарту сжатия H.264, поскольку ему больше не удается кодировать видео Ultra HD с удовлетворительной скоростью передачи данных, чем контент HD.

Вследствие этого, стандарт сжатия видео HEVC следующего поколения получает преимущество над AVC благодаря лучшей эффективности сжатия. Это позволяет на 50% снизить скорость передачи, но обеспечивает такое же качество видео.

Этот пост показывает различия между двумя стандартами, основанные на размере файла, использовании полосы пропускания, скорости передачи данных, качестве и совместимости.

Что такое H.265 (HEVC)?

H.265 также называется высокоэффективным кодированием видео (HEVC). Данный формат в два раза более эффективен, чем H.264 при кодировании. Он вдвое снижает скорость передачи при том же уровне качества по сравнению со своим предшественником.

Предназначен для дисплеев HDTV следующего поколения и систем захвата контента, которые имеют прогрессивную частоту кадров и разрешение, а также улучшенное качество изображения с точки зрения уровня шума, цветовых пространств и динамического диапазона.

Что такое H.264 (AVC)?

H.264 или MPEG-4 AVC – это формат кодирования видео, который в настоящее время является одним из наиболее часто используемых для сжатия и доставки видеоконтента. AVC экономит битрейт на 50% и более по сравнению с его предшественником MPEG-2.

Имеет более широкий спектр приложений, охватывающих все сжатое видео, начиная от потоковых приложений с низким битрейтом (, iTunes, Vimeo, , Instagram) для различных передач HDTV по наземному, кабельному и спутниковому телевидению.

Он также широко используется для дисков Blu-ray, DVD, IP-сетей и приложений для цифрового кино с кодированием, практически без потерь.

Эффективность сжатия

H.265 отличается от H.264 эффективностью сжатия. HEVC удваивает эффективность кодирования по сравнению со своим предшественником. Это означает, что кодек H.265 экономит около 50% битрейта при том же качестве кодирования.

В частности, среднее уменьшение битов для H.265 составляет 64% при 4K UHD, 62% при 1080p, 56% при 720p и 52% при 480p. Таким образом, если загрузить фильм в H.265 и воспроизвести его на устройстве iPhone Android, то будет сохранено 50% памяти мобильного устройства.

И качество фильма не пострадает!

Сравнение форматов видео и эффективность сжатия

Полоса пропускания

H.265 превосходит H.264 и в отношении использования полосы пропускания.

Поскольку алгоритм HEVC использует эффективное кодирование, он обещает приблизительно 40-50% уменьшения полосы пропускания передачи, необходимой для сжатия видео (например, в формате 720p), с тем же качеством.

Как правило, для потоковой передачи 4K H264 (AVC) требуется полоса пропускания 32 Мбит / с, а для передачи видео 4K HEVC – всего 15 Мбит / с. Таким образом, можно наслаждаться 4k видео без проблем даже при перегруженном сетевом соединении.

H.264 и H.265 – полоса пропускания

Качество видео

Большая разница между рассматриваемыми кодеками заключается в качестве видео при одинаковой скорости передачи данных.

В AVC границы областей блока, вероятно, будут искажены, потому что каждый макроблок является фиксированным, а данные независимы друг от друга. В то время как H.

265 предлагает более четкие детали на гранях и сглаживает градиентные области с меньшим количеством артефактов.

Таким образом, H.265 лучше, чем H.264, когда речь идет о сжатии видео с лучшим качеством изображения.

Качество видео

Размер файла

Высокая степень сжатия также тесно связана с требованием цифрового хранения видеопотоков и передачи. Уменьшенная пропускная способность приводит к уменьшению размера файла. Тесты показывает, что видео, закодированное с помощью H.

264, в 1-3 раза больше, чем H.265. Это выгодно для хранения информации на жестком диске или устройствах с ограниченным пространством хранения, необходимого для размещения видеоданных. В этом отношении большое преимущество H.265 перед H.264.

H.265 vs H.264 сравнение форматов – размер файла

Совместимость форматов

Ничто не совершенно. Так же, как и HEVC. Все, сказанное выше, является преимуществом HEVC перед H264. Но есть и недостаток – плохая совместимость. В настоящее время новый формат далеко не так популярен, как H264. Современные устройства и платформы, поддерживающие кодек H264, составляют 99%. Поддержка кодека H265, может составлять около 30-40%.

Преимущества и недостатки

H.265 имеет много преимуществ перед H.264. Например, он поддерживает до 8K UHDTV (разрешением, максимум 8192 × 4320), скорость передачи данных составляет несколько ГБ / с, а размер файла вдвое меньше, и это с лучшим качеством! H.265 имеет большое влияние на увеличение спроса и продажи экранов 4К, предлагая более высокое качество видео даже в сети с ограниченной пропускной способностью.

Но есть и обратная сторона. HEVC требует больше времени для кодирования по сравнению с AVC. Во-вторых, поскольку перспективный кодек, который сейчас широко не используется, просмотр видео H.265 не так прост. Поэтому преобразование H.265 в H.264 по-прежнему очень востребовано в наши дни.

Источник: https://elcomienzo.ru/h265-vs-h264-sravnenie-formatov/

Что такое HEVC и зачем он нужен?

Видео h265

Высокоэффективный видео кодек (High Efficiency Video Coding (HEVC)), видео кодек, известный также как кодек H 265, который сжимает сильнее в более чем в два раза, чем лучший видео кодек для Blu-ray.

Я бы назвал его просто – H 265, потому что это звучит круто, но его полное имя – High Efficiency Video Coding (HEVC). Это новый преемник Advanced Video Coding (AVC), кодек, также известный как H.264, который является одной из основных схем сжатия, используемых Blu-ray.

Идея HEVC заключается в том, чтобы предложить тот же уровень качества изображения, что и AVC, но с улучшенным сжатием, поэтому видео файл, сжатый с помощью этого кодека, будет в два раза меньше. Это важно, для вещания в формате 4K / Ultra HD (интернет и спутник), 4K Blu-ray и для других целей.

Но достаточно ли хорошо он в этом отношении, как он работает?

Сжатие (хорошее, плохое, с потерями)

Объем необработанных данных, выходящих из профессиональной HD-камеры, является огромным. Нет возможности удобно доставить его в ваш дом. Вместо этого видео сжимается, чтобы уменьшить объем данных в более управляемую форму.

Есть много способов сделать это, одним из самых простых является снижение качества. В некоторых случаях это нормально. Подумайте о видео на с низким качеством. Не очень, правда? Часто это связано с тем, что видео сильно сжато (до или во время загрузки).

Сильное сжатие при помощи различных кодеков может быть технически одинаковым, но в зависимости от кодека, изображение может казаться более мягким, шумным или иметь странные отвлекающие артефакты (как показано выше).

Но это не самая хорошая идея, если нужно сохранить намерение режиссера или показать свой новеньки 77-дюймовый телек.

Таким образом, другой вариант – использовать лучшее сжатие. В этом случае вы можете в основном думать о «лучшем» сжатии как «о более умном» сжатии.

 Он берет тот же оригинал (видео) и находит лучшие способы уменьшить количество данных, не жертвуя качеством.

 Каждые несколько лет вычислительная мощность передачи улучшилась настолько, что позволяет использовать более интенсивные алгоритмы сжатия процессора, а также сжимать данные без ухудшения качества.

Это различие между «большим» сжатием и «лучшим» сжатием важно, так как на самом деле термины не являются взаимозаменяемыми в этом контексте. Вы можете уменьшить объем данных, необходимых для сигнала, либо путем сжатия и ухудшения изображения, либо с помощью более эффективной компрессии («лучшего» сжатия).

  Как скомпоновать кадр, когда ваша камера может видеть всё?

Позвольте мне сказать это так. Скажите, что у вас есть бушель из яблок. Вам нужно поместить 100 яблок внутрь. Вы можете сделать это с большим сжатием (сокращение яблок до пюре) или с лучшим сжатием (поиск лучшего способа сделать их целыми, но при этом, уменьшить объем занимаемого места).

Большее сжатия: яблочное пюре
Лучшее сжатие: больше яблок, в одном и том же пространстве.

Как вы можете видеть из этого восхитительного примера, «более» сжатие легче сделать, в то время как «лучшее» сжатие требует более продуманных и / или лучших технологий.

Кодек H.265

Поток данных, в 4K видео, значительно сильнее чем в HD видео. В то время как большинство из нас еще только привыкало к идее преимущества кодека H.264 по сравнению с MPEG-2, Группа Motion Picture Experts Group и International Telecommunication Union's Telecommunication Standardization Sector (ITU-T), уже начали работу над следующим поколением сжатия видео.

Не желая делать небольшие, косметические улучшения, всякий раз, когда вводится новый стандарт сжатия, это должно быть значительным изменением. При каждом переходе на новый стандарт, либо объем видео становится в два раза меньше при том же качестве, либо более высокое качество изображения про том же объеме.

Как удалось этого достичь? Во многом благодаря расширению использования AVC (и других методов сжатия).

Во-первых, новый кодек сразу просматривает несколько кадров, чтобы увидеть, что в кадре не меняется. В большинстве сцен в телешоу или фильме, подавляющее большинство кадров не сильно меняется. Подумайте о сцене с кем-то разговаривающим. В кадре в основном голова.

 Фон не сильно изменится для многих кадров. В этом отношении большинство пикселей, составляющих лицо, вероятно, не будут сильно меняться (кроме губ, конечно).

 Поэтому вместо того, чтобы кодировать каждый пиксель из каждого кадра, кодируется начальный кадр, а затем после этого кодируются (в основном) только изменения.

  О чем можно снять фильм? С чего начать?

Затем HEVC расширяет размер области, на которую смотрят эти изменения. Большие и меньшие «блоки» существенно, что обеспечивает дополнительную эффективность. Они могут быть больше, меньше и различной формы в HEVC, чем в предыдущих кодеках. Более крупные блоки, например, оказались более эффективными.

Слева – макроблокирование по AVC / H.264. Как вы можете видеть, справа гораздо больше гибкости, не говоря уже о больших размерах, для кодировщика HEVC / H.265.

Затем были улучшены другие вещи, такие как компенсация движения, пространственное предсказание и т. Д. Все это было бы сделано в AVC или даже раньше, но это требовало большей вычислительной мощности, чем это было в то время экономически целесообразно.

На этапе разработки алгоритм сжатия объективно проверяется на эффективность его исходного видео.

Также проверяется и субъективно, профессионалами видео, сравнивающими различные методы сжатия в «слепом» тесте, где они не знают, какой именно метод перед ними. Сравнение человеком, имеет решающее значение.

 Просто потому, что компьютер говорит, что один уровень сжатия лучше, чем другой, не означает, что он выглядит лучше другого.

Поскольку H.265 работает намного интенсивнее, не ожидайте простого обновления прошивки, чтобы заставить ваше устройство декодировать его. На самом деле, это часть проблемы. Вам нужен аппаратный декодер. Ваш телевизор или медиа проигрывателя изначально должен иметь декодер, прошивкой тут не обойтись. Может ли ПК высокого класса декодировать его с помощью программного обеспечения? Может быть.

Достаточно ли этого?

Ну, технически да, но с большой оговоркой. Как и AVC (и другие стандарты сжатия), H.265 настраивается в зависимости от требуемой пропускной способности. Хотите 4K на низкоскоростном интернете? Нет проблем; увеличьте степень сжатия (помните яблочный соус?). Хотите лучшее качество изображения? Нет проблем; уменьшите степень сжатия.

Хотя эта схема обеспечивает гибкость, это также означает, что «4K» и «UHD» не обязательно гарантируют лучшее качество изображения, чем сегодня, «1080p» или «HD». Очень сжатый сигнал 4K во многих отношениях выглядел хуже, чем менее сильно сжатый сигнал HD.

Другими словами, потоковая передача 4K может выглядеть хуже, чем текущий 1080p Blu-ray, в зависимости от того, сколько используется сжатие

И хотя скорость обработки на всех устройствах соответствует закону Мура, пропускная способность интернета ограничена.

  Свет в кино: основные типы освещения.

Еще одно преимущество

В то время как большинство потенциальных преимуществ HEVC сосредоточены на 4K, его лучшее сжатие обеспечивает преимущества для HD.

 Более низкая пропускная способность с HD означает, что больше людей может получить HD. Люди, у которых низкая скорость интернета, с новым кодеком смогут смотреть HD видео.

 Если у вас тариф с оплатой за мегабайты, то более низкие скорости передачи данных также означают более дешевый просмотр HD.

Чем смотреть HEVC

Понятно, сразу возникает вопрос, как смотреть HEVC. Есть несколько решений, в зависимости от того, что у вас есть.

HEVC Video Extension

Если у вас ПК, и стоит Windows 10, то вы можете воспользоваться приложением, которое выпустила компания Microsoft.

 HEVC Video Extension – приложение, позволяющее смотреть видео в формате HEVC на компьютерах.

Однако, стоит заметить, что для того, чтобы это приложение работало, у вас должен быть довольно мощный компьютер, с процессорами Intel седьмого поколения. Ну и сама операционная система, должна быть Windows 10.

Если ваш ПК отвечает этим требованиям, то это расширение вы можете получить при обновлении Windows. Но если вы не стали обновлять свою ОС, но хотите смотреть фильмы в формате HEVC, то вы можете скачать приложения с официального сайта Microsoft.

HEVC Video Extension в магазине приложений Microsoft

Проигрыватель для HEVC

Если же у вас либо другая ОС, например Windows 7, или просто ваш компьютер не столь мощный, то вы можете скачать плейер, с поддержкой HEVC, например WindowsPlayer. Данный плейер, вы можете скачать с официального сайта программы.

Проигрыватель WindowsPlayer для воспроизведения файлов HEVC

Заключение

Начните искать HEVC (или H.265) в качестве позиции на телевизорах, проигрывателях Blu-ray и других медиаплеерах в будущем. Почти все основные модели начиная с моделей 2014 года выпуска включают необходимый аппаратный декодер, хотя лучше сразу убедится, что он действительно есть, чем потом жалеть о покупке.

Было много ворчаний во время перехода на H.264 / AVC при появлении Blu-ray. Теперь тоже самое происходит и появлением HEVC. Но более низкие скорости передачи данных при сохранении качества – это хорошо для всех.

 GEOFFREY MORRISON

Источник: cnet.com

Источник: https://www.provideomontaj.ru/chto-takoe-hevc-i-zachem-on-nuzhen/

кодеки H.264, H.265 и H.265+. Плюсы и минусы

Видео h265

Первые версии кодеков видеосжатия H.264 появились еще в 2013 году. Сегодня формат Н.265 уверенно вошел на рынок видеонаблюдения и диктует свои условия. Многие производители выпускают оборудование с поддержкой видеосжатия данного формата.

Формат сжатия H.264, в отличие от предыдущих кодеков MJPEG и MPEG-4 позволяет с высокой эффективностью решить задачу передачи большого количества видеопотоков высокого разрешения.

Использование в системах IP-видеонаблюдения формата H.264 обеспечивает высокое качество изображения при меньшем объеме данных, требует меньшую пропускную способность сети и меньший объем жестких дисков для хранения видеоархива. Однако есть и жирный минус. Использование Н.264 приводит к высоким нагрузкам на вычислительное оборудование.

Для того, чтобы увеличить экономичность использования вычислительных ресурсов, разработчики применяют различные методы. Например, перенос части операций на видеокарту.

Благодаря этому видеокарта способна брать на себя выполнение части вычислений по декодированию.

Применение этой функции обеспечилоснижение загрузки процессора до двух раз, и возможность использования процессоров меньшей мощности, а значит, и стоимости.

Перенос операций декодирования на видеокарту также позволяет сэкономить не только на серверной, но и на клиентской части системы видеонаблюдения. Для того, чтобы воспользоваться этой функцией, в настройках клиентской части программного обеспечения необходимо указать, где производить обработку – на центральном процессоре или на видеокарте.

Для снижения нагрузки на вычислительное оборудование также применяется технология видеоанализа сжатых видеопотоков от IP-камер без их полного декодирования. Применение этой технологии приводит к увеличению скорости обработки данных, за счет чего загрузка на центральный процессор снижается. Причем  снижение может достигать в среднем в 4 раза.

Благодаря этому появляется возможность подключить к одному серверу в 4 раза больше видеокамер. Еще один вариант экономии — это использование менее мощных, а значит, и более бюджетных процессоров, и снижение стоимости серверного оборудования.

Еще один минус кодека H.264 заключается в том, что большинство мобильных и web-клиентов для систем видеонаблюдения не поддерживают данный формат, и для того, чтобы получить видеоизображение, требуется процедура перекодирования видеопотока в MJPEG. Такая операция очень ресурсоемка и приводит к дополнительным нагрузкам на вычислительные ресурсы.

Обработка формата H.264 возможна при достаточно мощных вычислительных ресурсах мобильного устройства. Если ресурсов не хватает, видеопоток автоматически переключается в формат MJPEG. Да и сам пользователь может самостоятельно выбирать формат видеопотока.

Как видим плюсов и минусов у кодека H.264, применяемого для видеонаблюдения, достаточно много. Однако большая нагрузка на вычислительные ресурсы зачастую сводит все плюсы на нет.

Еще большую нагрузку несет новый формат Н.265. Он использует в своей работе более сильные и совершенные алгоритмы сжатия видео. При одинаковом визуальном качестве новый кодек Н.

265 предполагает примерно двукратное уменьшение размера файла по сравнению с его предшественником Н.264. Это серьезно экономит место на дисковом пространстве регистраторов и видеосерверов.

А вдвое меньший битрейт уменьшает трафик в сетях передачи видеоданных.

Благодаря более мощным механизмам компрессии, кодек Н.265 отлично справляется с кодированием видео высокого и высочайшего разрешения более 8K UHD (8192×4320). Причем для качественного воспроизведения видеоинформации разрешением 4К кодека необходим поток со скоростью всего 50 МВ/с.

Что немаловажно, Н.265 сжимает видео практически без потерь, качество сжатого видео остается на высоком уровне. Специальные алгоритмы компрессии устраняют присущие Н.264 артефакты, такие как зернистость или размытые края движущихся объектов.

Но самое главное преимущество кодека Н.265 заключается в том, что объем видео, обработанного по новому стандарту, оказался почти на 85% меньше, чем при использовании Н.264. Однако кодеку Н.265 требуется более мощные по производительности элементы и процессоры в оборудовании.

Двигаясь в направлении увеличесния сжатия видеоданных на рынке не так давно появился кодек H.265 + Он позволяет уменьшить битрейт с видеокамер, что в свою очередь снижает стоимость внедрения и использовать меньше дисковых массивов для хранения видеоархива.

H.265+ улучшает степень сжатия за счет трех ключевых технологий: технологии кодирования с предсказанием, технологии подавления фонового шума и технологии долгосрочного управления видеопотоком.

Как известно, камеры видеонаблюдения умеют различать моменты, когда на выделенном участке наблюдения ничего не происходит и в это время снижают качество, чтобы уменьшить нагрузку на сеть и место на жестком диске. Это может делать кодек Н.265, значения при этом все равно держатся около установленного максимума, в то время как Н.265+ может снизить его вдвое. Такая функция называется управление длительным битрейтом.

Н.265+ может также определять на видео движущиеся объекты и отделять их от фона. В то время, как эти объекты передаются в максимально хорошем качестве, на сжатие повторяющегося фона уходит меньше ресурсов. Что также является большим плюсом и снижает нагрузку на вычислительные ресурсы.

В этой статье мы не стремились рассказать подробно о всех современных видеокодеках, используемых в видеонаблюдении. Наша цель заключалась в том, чтобы показать различия форматов сжатия, а также плюсы и минусы каждого из них.

Источник: http://zapishemvse.ru/videokodeki-h264-h265-i-h265plus-plyusy-i-minusy/

HIKVISION H.265+ Технология кодирования

Видео h265

Снижение битрейта и более экономичное хранение Ultra HD качества без задержек

1. История

Разработанная несколько лет назад Ultra HD камера видеонаблюдения не нашла широкого применения до настоящего времени, так как требовала широкой полосы пропускания и большой емкости для хранения. Поэтому вопрос уменьшения битрейта видеопотока Ultra HD разрешения — острая проблема, решение которой стоит на пути к популярности Ultra HD камер.

Алгоритм сжатия H. 265+ — инновационная разработка компании Hikvision. Данная уникальная технология кодирования основана на H.265/HEVC (High Efficiency Video Coding высокоэффективное кодирование видеоизображений) стандарте и модифицирована с учетом следующих особенностей видеонаблюдения:

  • Фон стабилен и практически не изменяется.
  • Движущиеся объекты появляются редко и могут отсутствовать в течение продолжительного времени.
  • Интерес представляют только движущиеся объекты.
  • Наблюдение ведется круглосуточно, а шумы заметно влияют на качество изображения.

H. 265+ способен значительно уменьшить битрейт видео и благодаря этому требования к пропускной способности и объему для хранения резко сокращаются.

2. Ключевые технологии

H.265+ улучшает степень сжатия за счет трех ключевых технологий: технологии кодирования с предсказанием, технологии подавления фонового шума и технологии долгосрочного управления видеопотоком.

2.1. Кодирование c предсказанием

Все современные алгоритмы сжатия, такие как MPEG2, MPEG4, H.264/AVC и самый современный алгоритм H.265/HEVC, основаны на разностном кодировании. Кодирование с предсказанием — одна из основных технологий, непосредственно влияющих на производительность сжатия. Можно выделить два вида сжатия: внутрикадровое и межкадровое.

  • Межкадровое предсказание создает модель предсказания из одного или нескольких ранее закодированных видеокадров или областей, используя принцип блочной компенсации движения.
  • Внутрикадровое предсказание означает, что образцы макроблоков (блоков обработки) предсказываются только на основе информации, полученной от уже переданных макроблоков одного и того же кадра.

Для разных кадров видеопотока применяются разные методы кодирования. I-кадры кодируются независимо от других кадров, то есть используется внутрикадровое сжатие, а для кодирования P-кадров используются I-кадры и другие P-кадры (межкадровое сжатие).

2.1.1. Кодирование P-кадров

Вы можете получить меньший поток, сжимая разницу между опорным кадром и переменным кадром. Следовательно, выбор соответствующего опорного кадра играет ключевую роль.

В области видеонаблюдения фон, как правило, стабилен. Его можно извлечь и использовать в качестве опорного кадра. Фоновый кадр должен содержать как можно меньше движущихся объектов.

На Рисунке 1 показана последовательность из 3 кадров, где кадры T0 и T1 уже подверглись обработке кодеком. Здесь можно взять фон в качестве опорного кадра и сжать кадр T2 с учетом сходства и разницы между кадрами T1 (опорный кадр) и T0 (фоновый кадр). Если кадр T0 содержит меньше движущихся объектов, он также будет хорошим вариантом для фонового изображения.

Рисунок 1 Выбор наилучшего фонового кадра

Для примера возьмем Рисунок 2, на котором автомобиль перемещается из области B в область A (из кадра T1 в кадр T2). При кодировании кадра T2 область B становится вновь открывшимся участком.

Рисунок 2 Объект перемещается из Б в A

Пример 1:

Если кадр Т1 взят в качестве опорного кадра, потребуется больше битов для кодирования Б области, так как область Б не будет найдена в Т1 кадре.

Рисунок 3 Традиционная схема кодирования с опорным кадром

Пример 2:

Если мы возьмем фоновое изображение (T0) в качестве опорного кадра, в большинстве случаев мы получим оптимизированный блок для Б области. В то время как область А станет вновь открывшимся участком. Потребуется больше битов для кодирования A области.

Пример 3:

Если мы возьмем фоновый кадр и T1 в качестве опорных кадров, мы можем просто найти области, которые схожи с областями А и Б. Тогда количество затрачиваемых битов может быть снижено до минимального значения.

Рисунок 4 Схема кодирования с фоном в качестве опорного кадра

2.1.2. Кодирование I-кадров и R-кадров

При кодировании видеопотока опорные кадры обновляются каждые несколько секунд для задач видеонаблюдения. В результате на опорные кадры приходится значительная часть данных в видеопотоке, что особенно заметно в тех случаях, когда в кадре мало движения. Иногда на опорные кадры приходится до 50% данных видеопотока. Более того, при стабильном фоне эти данные носят повторяющийся характер.

Для того чтобы уменьшить удельный вес этих повторов в видеопотоке, в кодеке H.265+ используется метод работы с опорными кадрами на основе модели фона, показанный на Рисунке 5.

Рисунок 5 Работа с опорными кадрами

Тип кадра Интервал Описание I-кадр (фоновый кадр)

R-кадр (Кадр обновления)

P-кадр

От 8сек до 12секI-кадр полностью кодируется на основе текущего изображения с помощью внутрикадрового предсказания. Интеллектуальный алгоритм выбирает опорный кадр среди кадров с наименьшим числом движущихся объектов.
2секДля R-кадра применяется внутрикадровое кодирование с предсказанием (для движущихся объектов) и межкадровое кодирование с предсказанием, основанное на I-кадре (для неподвижных объектов). R-кадр работает как I-кадр в видеопотоке во время произвольного доступа, чтобы гарантировать удобство воспроизведения пользователем
Соответствует частоте кадровКадр применяет межкадровое кодирование с предсказанием на основе предыдущего кадра (P-кадра или R-кадра) и I-кадра.

Значение битрейта может быть снижено для R-кадра, а также гарантировано удобство воспроизведения пользователем. На рисунке ниже представлен процесс кодирования R- кадра.

Движущиеся объекты, отмеченные красными прямоугольниками, закодированы при помощи внутрикадрового кодирования с предсказанием и демонстрируют хорошее качество изображения.

Фон обрабатывается с помощью межкадрового кодирования с предсказанием.

Рисунок 6 Кодирование R-кадра со смешанными предсказаниями

2.2. Шумоподавление

Обычно для сохранения качества движущиеся объекты кодируются вместе с фоновым шумом. Тем не менее, интеллектуальные алгоритмы позволяют применить различные стратегии кодирования для фона и для движущихся объектов.

На рисунке 7, алгоритм интеллектуального анализа извлекает фоновое изображение и движущийся объект. Фоновое изображение кодируется с более высокой степенью сжатия для подавления шума и снижения битрейта.

Рисунок 7 Шумоподавление

2.3. Долгосрочное управление видеопотоком

Для того, чтобы в полной мере использовать битрейт, Hikvision представляет новую концепцию битрейта под названием «средний максимальный битрейт».

«Средний максимальный битрейт» означает усредненный битрейт в различные периоды времени (обычно 24 часа).

При средней скорости передачи потока данных, камера может назначить большую скорость передачи для периодов времени с высокой активностью, за счет ее снижения в периоды низкой активности (например, с 0:00 до 9:00 и с 20:00 до 24:00), как это продемонстрировано на диаграмме ниже (мы используем постоянный контроль битрейта в качестве примера).

Рисунок 8 Долгосрочное управление видеопотоком

  • Постоянный битрейт
    Для H.265 кодирования с установленным постоянным битрейтом, его значение будет незначительно изменятся в пределах значения предопределенного максимального битрейта. При функционировании H.265+, средний битрейт может поддерживаться на уровне половины значения максимального битрейта (на примере наблюдения в офисе, фактическая скорость снижения битрейт может меняться в зависимости от различных сцен наблюдения) и качество изображения может быть оптимизировано, так как H.265 + технология позволяет в полной мере использовать каждый бит.
  • Переменный битрейт
    В режиме переменного битрейта, мгновенный битрейт изменяется в зависимости от степени активности, в то время как качество изображения остается стабильным. Если H.265+ включен, изменение битрейта может быть следующим:
    • Если установленное значение среднего битрейта ограничено, то технология кодирования H.265+ может обеспечить лучшее качество изображения при ограниченном битрейте.
    • Если установленное значение среднего битрейта слишком высокое для сцены слежения, значение фактического среднего битрейта может быть ниже, чем ранее установленное значение для экономии объёма хранения.

3. Результаты тестирования Уменьшения битрейта

Тестирование уменьшения битрейта проводилось на примере 1080p@25к/с камер. Полученные данные могут быть разделены на две категории: сравнение мгновенного битрейта при различных условиях и сравнение файла 24-часовой записи при различных стандартах кодирования.

3.1. Мгновенный битрейт разных сцен

Таблица 1 Сравнение мгновенного битрейта H.264 и Hikvision H.265+

No Описание сцены Битрейт (кбит/с) Коэффициент снижения H.264 H.265+ 1

2

3

4

5

6

Средний коэффициент снижения 67.6%
Кафе, достаточное освещение, много движущихся объектов3,48165081.3%
Кафе, достаточное освещение, несколько движущихся объектов2,25334084.9%
Кафе, слабое освещение (ИК Вкл.), без движения93010888.4%
Улица, достаточное освещение, много движущихся объектов4,40397078.0%
Улица, достаточное освещение, несколько движущихся объектов4,09651887.4%
Улица, слабое освещение, без движения2,66248082.0%

Таблица 2 Сравнение мгновенного битрейта H.265 и Hikvision H.265+

No Описание сцены Битрейт (кбит/с) Коэффициент снижения H.265 H.265+ 1

2

3

4

5

6

Средний коэффициент снижения 67.6%
Кафе, достаточное освещение, много движущихся объектов1,84365064.7%
Кафе, достаточное освещение, несколько движущихся объектов1,28934073.6%
Кафе, слабое освещение (ИК Вкл.), без движения45310876.2%
Улица, достаточное освещение, много движущихся объектов2,15497055.0%
Улица, достаточное освещение, несколько движущихся объектов1,33151861.1%
Улица, слабое освещение, без движения1,94648075.3%

Заключение:

  1. Средний коэффициент снижения между H.264 и Hikvision H.265+ составил 83.7%, коэффициент снижения между H.265 и Hikvision H.265+ — 67.6%. Hikvision H.265 + может значительно уменьшить битрейт.
  2. Коэффициент снижения падает при увеличении числа движущихся объектов в сцене.

3.2. 24-часовой файл записи разных сцен

Сцена 1: Кафе

Таблица 3 Сравнение 24-часового файла записи — Кафе

Время Средний битрейт (кбит/с) H.264 H.265 H.265+ 09:00-21:00 (День)

21:00- 09:00 (Ночь)

Теоретический размер файла за 24 часа (ГБ)

3,4821,843650
930453108
22.711.83.9

Рисунок 9 Сравнительная таблица — Кафе

Сцена 2: Перекресток

Таблица 4 Сравнение 24-часового файла записи — Перекресток

Время Средний битрейт (кбит/с) H.264 H.265 H.265+ 09:00-21:00 (День)

21:00- 09:00 (Ночь)

Теоретический размер файла за 24 часа (ГБ)

4,4032,150970
2,6621,945480
36.421.17.5

Рисунок 10 Сравнительная таблица — Перекресток

Заключение:

При мониторинге кафе, коэффициент снижения объема 24-часового файла записи между H.264 и Hikvision H.265+ составил 83,0%, а коэффициент между H.265 и Hikvision H.265+ – 67,3%.

При мониторинге перекрестка, коэффициент снижения объема 24-часового файла записи между H.264 и Hikvision H.265+ составил 79,4%, а коэффициент снижения между H.265 и Hikvision H.265+ — 64,5%.

Hikvision H.265+ может значительно уменьшить размер файла при 24-часовом мониторинге, а также снизить затраты на хранение.

4. Вывод

Hikvision H.265+ — это оптимизированная технология кодирования, основанная на стандарте сжатия H.265/HEVC. С использованием технологии H.265+ качество видео остается практически таким же, что и с использованием H.

265/HEVC, но предъявляются меньшие требованиями к пропускной способности и объему хранилища.

Это позволяет расширить область использования видео Ultra HD разрешения в сфере видеонаблюдения, как например, использование устройств 8Мп и 12Мп.

Hikvision H.265+ соответствует стандарту H.265/HEVC, а также совместим с большинством программных обеспечений/аппаратных средств, поддерживающих H.265. Данная технология играет важную роль в сокращении затрат на хранение и в продвижении и популяризации видео Ultra HD разрешения.

Источник: https://hikvisionpro.ru/news/h265-plus-tekhnologiya-kodirovaniya/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.