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1、视频编码浅谈 王大昌2013年1月9日 1 议题 高清视频基本知识视频编码的发展历程视频监控的主流编码技术H 264技术及类别H 264HP的技术优势视频监控SOC方案视频编码的发展方向 2 高清视频基本知识 什么是高清指视频的垂直分辨率为 720线的隔行或逐行扫描 视频宽纵比为16 9的视频源 高清视频信号分高清 720P专业称谓 HD 和全高清 1080P专业称谓FULLHD 两个级别 3 高清视频基本知识 高清和全高清的区别高清 720p 1280 720 以上称作为高清 HD 720p是指视频的垂直分辨率为720线逐行扫描 它作为高清的入门级标准 相当于2 5个D1的分辨率 全高清 1
2、920 1080 简称 FullHD 分1080P 1080I显示设备水平分辨率达到1080线 从视觉效果来看 1080P为最高规格的电视信号 其图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平 1080P的图像分辨率相当于6个D1的分辨率 1080i是指1080线的隔行扫描 1080P是指1080线的逐行扫描 4 高清视频基本知识 高清摄像机 百万像素的概念1080P实际是指分辨率1920 1080像素 计算一下就是1920 1080 2073600像素大家一般都会叫1080p或1080i为200万像素分辨率720P实际是指分辨率1280 720像素 计算一下就是1280 720 921600像
3、素大家一般都会叫720p或720i为百万像素分辨率5M像素分辨率是2592 1944或者2560 1920即500万像素 5 高清视频基本知识 摄像机接口介绍 1 网络接口2 色差输出YPbPr3 电源输入4 自动光圈镜头5 音频输入6 音频输出7 SDInterface8 RS4859 继电器输出10 报警输入11 多功能按键12 状态指示灯 6 视频编码的发展历程 视频编码方式有很多 常见的视频编码方式有 MPEG1MPEG2MPEG4H 263 H 263 H 264WMV等等 7 视频编码的发展历程 ISO IECMPEGMPEG 1 MPEG 2 MPEG 4 MPEG 4AVC H
4、 264 MPEGHVCITU TVCEGH 261 H 262 MPEG 2 H 263 H 264 VCEGH NGC中国AVSAVS P2 AVS S下一代标准 方向 技术 8 视频监控的主流编码技术 MPEG 4H 264BaselineExtendedMainProfileHighProfile编码器普遍支持MPEG 4 H 264MainProfile 标清级别摄像机一般为H 264BaselineProfile 720P以上的摄像机为H 264MainProfile 采用H 264HighProfile的摄像机将陆续上市 9 H 264技术及类别 H 264编码 Baseline
5、 Extended Main HighProfileH 264HighProfile最先进同比提高50 以上的图像编码效率 10 H 264HP的技术优势 H 264HP的好处少占用一倍以上的带宽省一倍以上的线路费用还能为用户带来的好处 2M线路内实现1080P的唯一技术节省出带宽留给其他办公应用减轻网络压力提高系统稳定性 11 H 264HP的技术优势 H 264 HighProfile 12 H 264HP的技术优势 H 264HP节省带宽的原因编码效率高HighProfile是H 264中最强大的标准规范 它可以实现最有效的视频编码 例如 采用文本自适应二进制算术编码 CABAC 进行编
6、码所获得的编码增益比BaselineProfile中采用的UVLC CAVLC编码更有效率 自适应变换HighProfile还采用自适应变换 自动确定是采用4x4还是8x8像素块 例如 4x4像素块用于图像中细节密集的部分 而细节改变很少的图像则采用8X8像素块 13 H 264HP的技术优势 监控码流大于视频会议的原因H 264仅是视频压缩标准 具体协议各自开发 视频会议厂商具有更优秀的协议 更高的压缩率 需要更高的计算资源 进而影响成本 行业现状决定解决方案 14 视频监控SOC方案 SOC SystemOnChip 厂家华为海思HiSilicon德州仪器Ti恩智浦NXP泰鼎Trident
7、升迈GrainMedia特威TechWell富瀚Fullhan 15 视频监控SOC方案 华为海思HiSilicon主要型号及应用领域Hi3520 9路D1编码能力 VGA CVBS输出 D1市场主打型号 Hi3521 2012年推出 替代Hi3520 8路D1 Hi3515 4路D1 16CIF编解码 出货量巨大 Hi3518 2012年推出 替代Hi3515 Hi3512 720PIPC 价格低 出货量巨大 Hi3507 2012年推出 加入ISP 替代Hi3512 Hi3516 主打1080P高清IPC 16 华为海思解决方案 17 德州仪器Ti 原有DSP系列老产品 DM640 641
8、 645达芬奇系列 DM6441 6446 6467 增强版DM647 648 简化版DM643X系列 ASIC系列DM355 360 新达芬奇系列针对IPC DM365 720P DM368 1080P 针对DVR NVR DM8168目前Ti的市场份额主要集中在海康以及客户上 Ti也基本不再继续投入 18 Ti达芬奇解决方案 IPC 代表厂商 海康 大华 波粒 19 Ti达芬奇解决方案 视频会议 代表厂商 Polycom 20 海思与TI对比 海思和Ti在IPC市场上非此即彼 各有千秋 海思的百万高清的效果是很不错的 价格有优势 TI的方案 功耗低 技术成熟 性能强劲 研发难度大 TI作为
9、一个美国企业 是特大型半导体厂家 不够重视安防 因此更多需要安防厂家自主研发 缺乏自主研发实力的厂家 通常不敢考虑TI的方案 海思参考TI而设计的 海思的方案早期发热特别大 现在已成熟 海思的最大好处 就是厂家根本不需要研发 甚至一个研发人员没有都行 因为厂家没有能力开发 海思帮你开发 对于海思方案的高清厂家来说 你只要会做市场就行了 唯一的缺点是海思方案高清厂家太多了 竞争很激烈 21 其他厂家解决方案 恩智浦NXP 泰鼎TridentNXP在2010年将BU Home部门合并到Trident公司 包括做监控的DSP部分 NXP在2010年收购了一家台湾公司Vatics 是著名的Vivote
10、k的半导体部门 主要针对SOC市场 22 其他厂家解决方案 升迈GrainMedia紧跟华为海思步伐 以低成本著称 缺点是技术支持不够 稳定性不好 市占率低 GM8126 720PIPCGM8128 1080PIPC 23 其他厂家解决方案 特威TechWell主要是视频前端采集芯片为主 市占率高达90 现被Intersil全资收购TW5866 8D1编码 8CIF编码 8D1解码 24 其他厂家解决方案 富瀚FullHan富瀚微电子 其控股股东也是海康威视的大股东 所以海康威视也采用其芯片 目前型号FH8735 规格类似华为海思Hi3520 FH8755 8D1编码 6D1解码 应用为DVR
11、 DVS 25 视频编码的发展方向 算法压缩效率高 一般算法复杂度就越高 要实现实时压缩 对芯片的技术能力要求就越高 所以呢 highprofile技术的应用是芯片或者说半导体技术发展的必然 未来也将走向更为复杂的H 265 26 HEVC H 265 简介 H 265是ITU TVCEG 国际电信联盟远程通信标准化组织 继H 264之后所制定的新的视频编码标准 H 263可以2 4Mbps的传输速度实现D1 H 264 AVC 由于算法优化 可以低于2Mbps的速度实现标清数字图像传送 H 264HighProfile可实现低于1 5Mbps的传输带宽下 实现1080p H 265可以实现利用1Mbps以下的传输速度传送1080P H 265可很好运行在Internet等复杂网络条件下 新的技术压缩效率比H 264至少提高1倍 估计计算量的需求会增加4倍 HEVC H 265 标准预计2013年2月发布正式版本 27 问题与讨论 谢谢观赏 本文档之数据来自于网络 未详尽之处敬请原谅 28
