“史上最强”编码标准如何引爆安防产业革命？

　　安防视频监控高清化、网络化发展正渐入佳境。但幸福往往伴随着烦恼，比如网络高清视频监控产生的海量监控数据，如何在有限的带宽下畅通传输，以及如何在有限的空间内存储，目前已成为安防业界共同的挑战。随着H.265横空出世，此类难题有望迎刃而解，诸多厂商也已在2014年北京安博会上高调推出相关的产品和解决方案，给视频监控未来的发展应用带来无限的遐想空间。

　　一、编解码压缩“史上最强”?

　　随着视频监控高清化、网络化发展，海量高清视频采集、传输和存储让网络带宽及存储端、显示端的压力倍增。如何解决高清化及网络化带来的“带宽、存储、显示”三大难题，成为安防业界共同面对的巨大挑战。编解码压缩技术的发展，让安防业界头顶的“三座大山”化解于无形。

　　在安防领域，现有的主流视音频编解码标准共有四类，第一类为ISO/IEC MPEG制定的MPEG系列标准，如MPEG-7、MPEG-21等;第二类为ITU-T VCEG制定的H.26x系列编码器，包括H.263、H.264、H.265等;第三类是我国的国家标准，主要有AVS、SVAC、AVS2;第四类为企业级标准，如微软的WMV、谷歌的VP8等。

　　其中，作为新的国际编解码标准的H.265，其全称为高效视频编码(High Efficiency Video Coding)，即HEVC。该标准是在原有标准H.264的基础上，对相关技术加以改进，通过改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，达到最优化设置，实现了提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度等。

　　业界反复的比较测试表明，在相同的图象质量下，相比于H.264及SVAC标准，通过H.265编码的视频大小将减少大约39%-44%，即在同等的内容质量上可显著减少带宽消耗;主观视觉测试结果显示，在码率减少51%-74%的情况下，H.265编码视频的质量仍与H.264编码视频近似甚至更好。简而言之，H.265只需原先的一半带宽即可传输、播放相同质量的高清视频。码率的大幅下降，则大幅度地降低了视频的传输和存储成本，同时为4K超高清显示提供了支撑。此外，作为通用的视频压缩标准，H.265弱化了行业应用，具备超强的并行处理能力、兼容性和适应性，更利于安防向多领域扩展。

　　综合比较结果证明，H.265无论在功能还是性能上，都全面超越当前视频压缩技术，是无可争议的当下“最强”视频压缩技术。H.265压缩编码技术标准把压缩率提升到了一个新的高度，在同样画质下H.265比H.264可降低50%以上的码率，这对于超高清视频监控的产业化和实用化具有重要意义，并带来全新的体验。

　　二、设备端闻风而动抢占先机

　　近两年，H.265的风潮日益强劲，众多国内外安防设备商无不感受到了变革的气息：尽管当前仍是H.264主宰天下，但H.265掀起的朝代更迭已然启动。

　　2014年8月，海康威视推出业界首款支持H.265的4K NVR;9月，中兴力维正式发布全球首款H.265高清摄像机并投入商用;10月，海康威视正式推出H.265一站式产品解决方案，产品涵盖了从监控系统前端采集、中间传输、后端存储、中心解码、4K高清大屏显示等全部环节;2014北京安博会上，海康、大华、科达、天地伟业等纷纷亮出基于海思Hi3516A芯片的高清监控摄像机。

　　主流安防厂商不约而同地力推H.265产品及解决方案，但仍无法掩盖H.265曲高和寡的尴尬。对此，华为视频监控领域产品管理部部长张忠指出，H.265的市场没有大规模起来，主要原因在于低成本的芯片没有大规模的量产，设备成本高是目前制约H.265推广应用的主要原因;与此同时，目前缺乏基于H.265的成熟解码芯片，所以现在只能用软解码的方式。只有芯片厂家的H.265的芯片真正走向量产，才会有上量的可能，预计H.265的IPC大规模销售将会在2015年下半年启动。

　　对此，浙江宇视科技有限公司平台开发团队认为，HEVC/H.265由于计算复杂度和计算量比H.264多很多，使用传统的DSP芯片设计编解码器异常困难，所以最佳实现方案就是使用AISC的SOC方案，但这需要芯片厂家强大的技术能力。可喜的是，我们看到海思已经发布了世上首款HEVC/H.265的Main Profile编码芯片Hi3516A，并即将推出Hi3536A芯片，安霸也将于2015年初推出相关编码芯片。种种迹象表明，2015年将是H.265的第一个应用浪潮年。

　　在解码芯片方面，据深圳中兴力维技术有限公司硬件开发部算法应用项目经理梁立伟介绍，目前全球已有多家公司宣布ARM A9/A15单核支持720P/1080P高清实时解码：2013年1月，博通发布了BCM7445芯片，是世界上第一个支持H.265视频编码技术的超高清家庭网关芯片，它可同时转码四个1080P视频数据流，或解析分辨率为4096×2160的H.265编码超高清视频;2014年2月，MTK也推出支持H.265超高清解码的手机芯片。预计到2015年一季度将有更多厂商推出可正式商用的H.265摄像机。

　　随着海思、安霸等芯片厂商陆续发布支持H.265的编解码芯片，相关的产品线和解决方案有望得以快速丰富和完善。杭州海康威视数字技术股份有限公司算法高级经理俞海就直言，未来数年内，H.265将从高到低逐渐覆盖安防的各类应用，成为行业的主流技术标准。

　　三、自上而下的应用浪潮

　　尽管H.265相关的产品及解决方案仍处于预热阶段，H.265也将与H.264、SVAC等现有标准并行，但业界对其带来的广阔应用市场前景充满期待并正努力地进行实践和探索，更丰富、更智能的安防应用将铺展开来。

　　据悉，在陕西省宝鸡市的校园安保项目建设中，已经大规模使用中兴力维的H.265摄像机。但苏州科达科技股份有限公司研发中心系统部副经理鄢仁祥也指出，在国内市场上，随着相关HEVC编解码芯片的推出，不少厂家开始推出基于HEVC的IPC和NVR产品，但从市场应用来看，真正的应用还是非常少，主要是出于整个HEVC产业的成熟度不够。但HEVC产品将会在一些特定场合如4K编码，以及对带宽有高要求的移动通信率先得到应用，然后逐渐普及开来。

　　由于受到编解码芯片技术及成本的制约，业界普遍认为H.265的相关产品将首先部署在高端、高分辨率摄像机中，应用于平安城市及交通等垂直行业，并将随着技术的成熟和成本的下降逐渐向下普及、向商用及民用市场推广。

　　海康威视俞海认为，目前安防行业的H.265应该说还处于展示或者局部试点阶段，主要面向超高清等应用，未来有望在主流市场上大规模展开。华为张忠预计，2015年下半年H.265的相关产品将会在平安城市应用首先打开局面;在垂直行业，特别是在金融等存储录像时间较长的行业应用方面，H.265替代传统IPC的步伐将会加快，未来2年左右支持H.265的IPC会成为中国市场的主流。

　　华为张忠还指出，随着H.265产品规模化应用，可以大幅度降低系统的存储成本和传输成本，推动4K显示规模普及;同时，H.265的出现将使得采用高清民用安防的成本大幅度降低，促进高清民用安防的快速发展普及，如高清移动执法应用;此外，H.265还必将带动一批高清智能分析算法的加速更新，针对高清图像的智能分析算法将会大规模出现并应用，对海量云计算的需求也将快速发展。

　　四、芯片及ICT厂商能否弯道超车?

　　H.265兴起甚至成为主流乃是大势所趋，将助推安防高清化、网络化的进一步发展应用，并将安防的触角进一步伸向民用市场，而顺势崛起的领先安防设备商、ICT厂商也将重新构筑安防产业格局。

　　在视频监控设备领域，高清及超高清摄像机、4K大屏显示系统等有望快速普及。中兴力维梁立伟预计，2~3年之后，H.265标准将全面应用于视频监控产品，更高的压缩效率无疑又将推动视频监控行业进入一个新的时代。根据历史经验，随着H.265逐步取代H.264成为主流，并将持续、广泛地应用至少十年。

　　而对于传统的安防设备商而言，主流厂商积极推出H.265的产品，缺乏技术储备和研发实力的中厂商将再次落后于人，而芯片厂商和华为、中兴等ICT厂商，将有望借势实现弯道超车。

　　华为张忠认为，H.265作为新的国际标准，其目的和价值是降低安防解决方案的成本，因此安防产业本身的发展规律就是不断降低成本或提升安防管控效率，H.265不是编解码技术的终点，仍有巨大的优化空间，我们对H.265技术的发展充满期待。“H.265落地替代H.264是历史发展的必然，无人能够阻挡，相较于背负着产品历史包袱的传统安防设备商，华为等ICT厂家势必将抓住这一历史机遇进入安防产业，未来的安防产业将会出现大规模的变化，一批传统安防公司将被淘汰，一批新型网络安防企业将会崛起。”张忠谈到。

　　技术的发展和成本的降低，还将有力推动安防向民用市场的拓展延伸。海康威视俞海认为，H.265的落地推广，有助于降低高清、超高清在民用市场的使用成本，提高视频监控的有效性，为新一轮的产业升级和市场发展带来的机会。

　　五、逆袭路上的挑战

　　H.265作为新生的国际标准，纵然在降低码率、普及高清及超高清视频监控方面有了极大的提升，但并未有更广泛的市场应用空间，在技术、设备、成本以及专利等方面仍面临着较大挑战。

　　在技术方面，相对于H.264，H.265的编码算法复杂度增加5-10倍，这对编码SoC芯片的性能提出了很大的挑战，尤其是在编解码效率、功耗、散热等方面，芯片厂家需要研发出更高效的编码芯片，以及更低成本的解码芯片。H.265的编码算法复杂度高，这就要求从技术上更进一步进行优化，这需要TI、高通、海思、安霸等国内外芯片厂商共同努力。

　　在硬件设备方面，H.265虽然可以少占用带宽，却提高了硬件性能消耗，这就要求不管是前端还是后端，都必须有相关高性能的硬件来处理H.265的编码、译码等问题，而随着分辨率的提升，对摄像机采集端、存储端和显示端的设备要求也随之提高。

　　在安防市场尤其是民用市场，成本是一个敏感的痛点，而H.265由于技术不完善、编码复杂程度高而尚未大规模量产，推高了芯片成本和相关的设备成本。与此同时，由于专利条款的制约，在H.265芯片及相关设备规模化量产之前，潜在的专利使用费仍是一道无法绕开的障碍，这也是当前H.265高成本的重要原因。

　　H.265发展趋势日渐明朗，应用前景值得期待，但正如H.264一样，H.265从标准确立到产业成熟仍需经历一个发展的过程。对此，四川艾普视达数码科技有限公司产品市场部主管范清华指出，在H.265方案成本降低以前，H.264仍然是最具性价比的编码方案;在安防领域尤其是民用安防市场，H.265仍需走过一段路程，去解决所面临的问题和挑战。