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H.265来了 助力高清网络监控系统“互联网+安防”

【华强安防网讯】
[摘要]“互联网+”不仅仅是互联网移动了、泛在了、应用于安防行业了,更加入了无所不在的计算、数据、知识。安防行业具备大量的视频数据,把互联网加入到这些数据中,将直接激活整个安防产业的变革。但是从“互联网”联动到这些“安防数据”,似乎还缺少了一股推动的力
 
2015年3月5日上午十二届全国人大三次会议上,李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划。”互联网+”简单点说就是将互联网与传统行业相结合,促进社会经济发展。从安防行业的发展来看,互联网IT技术的每一次进步都直接或者间接推动了安防行业的前进,安防行业也越来越离不开互联网的驱动。不难发现,“互联网+安防”正逐渐走入我们的生活,刷脸消费、**控、远程控制、视频分享等等,都预示着“互联网+”的势头不可阻挡。
“互联网+”不仅仅是互联网移动了、泛在了、应用于安防行业了,更加入了无所不在的计算、数据、知识。安防行业具备大量的视频数据,把互联网加入到这些数据中,将直接激活整个安防产业的变革。但是从“互联网”联动到这些“安防数据”,似乎还缺少了一股推动的力量。H.265是否就是这股力量呢?
一、H.265促进“互联网+安防”
安防联网的前提是什么?IP化。来看安防IP化进程:在2000年前后,第一台DVR的问世,标志着视频监控从CCTV时代走向数字化时代。此后数字化的进程一发不可收拾,并直接促成了后来的网络化。到2007年,海康威视推出了业界首台高清IPC,开启了视频监控网络化、高清化的序幕。2013年,海康威视推出了全球首台Smart IPC,标志着视频监控正式步入了智能化时代。这一路走来,朝着联网的目标,从产品形态、技术路线的演变上,我们可以清晰地看到一个主线——那就是IP化。IP化的最终目的是视频数据的最优化输出,包含数据的结构化和数据的最小化。
安防监控发展到如今,联网应用似乎已经开始普及,但是日渐增长的视频数据给互联网带来了很大的负荷,如何给视频数据“减负”,从而让视频数据最小化呢?如果需要从根本上减小视频数据,还是需要依靠于视频压缩技术的进步。伴随着安防产品IP化的发展,视频编码技术也在不断的进步。
梳理视频编码技术发展的脉络,可以发现一个现象:在安防监控的早期阶段,MPEG-1、MPEG-2等算法被引入安防监控领域,促使了安防数字化时代的到来。在数字化阶段后期,分别由两个组织推出了H.263和MPEG4-P2,但也造成了多种视频压缩标准充斥整个安防行业的局面。众所周知,标准建立的目的是树立一个通用规范,大家共同遵守,以节约资源、降低成本,然而标准越多就意味着没有共通的标准遵循;同时由于这些标准还不够完善,无法推动安防更好的网络化发展,标准急需统一和完善。H.264的出现结束了视频压缩多标准的时代,其在编码性能上的优势,使整个安防行业大步向网络化迈进。在2003年海康威视首次将H.264引入视频监控应用至今,已经超过十年。从最初的Basic Profile到今天的High Profile,H.264的编码效率潜力已经挖掘殆尽。今天必须用新的思路或新的技术来突破这个天花板。H.265就为当前安防IP化阶段的数据最小化提供了更好的答案,作为新一代的视频压缩技术,H.265最明显的特点是压缩性能相比当前视频压缩技术H.264提升了一倍,带来的是整个安防系统的一次 “低码率“革命。
由此看来,安防需要H.265编码技术来推动安防“互联网+”时代的到来,这是视频发展的需要。
二、H.265催化安防“互联网+”
H.265的高通用性可弱化行业差异,加快安防与互联网的融合。从2014年北京安博会来看,“移动互联”已经成为安防发展的大势所趋。随着3G/4G无线通信技术在全球范围内的普及和商用,流媒体业务将作为一个重要方向在安防领域中推广,未来的安防监控业务和应用将呈现多样化。在这一转变的过程中,安防网络会与互联网全面融合,原本的监控设备可能兼具视频通讯、影音娱乐、家庭数据中心等多种功能,难以将其明确归类到某种具体用途上。这种趋势现在已经越来越明显,而弱化了行业应用特征的H.265,将更富有竞争力。将H.265作为视频信息的基础标准,也将反过来促进各类专用网络的融合,共同完成信息标准化整合,并迈向物联网、大数据时代。与此同时,人们日益希望随时随地通过任何终端都能更便捷地获取所需内容与服务。H.265可促使视频内容的带宽进一步降低,运营商将获得所需的解决方案和网络灵活性,以经济高效地向用户提供真正的移动视频和多媒体体验。另外,借助于移动终端超高清显示屏发展的趋势,H.265的高压缩率特性,将进一步促使高清甚至超高清视频在4G网络下流畅传输的应用普及。
H.265的高压缩性可适应复杂网络环境,提升安防在民用市场的适应能力。在安防市场方面,用户的形态正在发生改变。随着技术的发展和大众安全意识的提高,民用市场的安防需求日益增长。当前,我国智能手机以及家庭wifi普及率逐步提高,网络也在逐步提升,高清摄像机及云后台设备的价格逐年下降,迎来了民用安防和智能家居发展的利好时机。如今,各种用户终端都有连接监控视频的需要,如局域网监控网络带宽较为理想,用户希望浏览高质量的视频;而**控领域由于带宽有限,用户更看重的是低码率下的视频流畅性。如何适应这些不同的带宽环境也是高清监控设备需要解决的问题。因此,安防领域对下一代编码技术的要求,务必能够支持更好的网络适应性。现在家用安防产品正如火如荼地走进千家万户,国内很多大型企业也都推出了民用产品,早在2013年,海康威视就开始布局B2C市场,推出了基于互联网的民用安防品牌“萤石”,为家庭和小微企业用户提供可视化安全为基础的关爱、沟通、分享服务。H.265可作为融化各行业产品壁垒的很好的催化剂,安防产品采用H.265编码将更好的服务于安防民用化的发展。
三、H.265有挑战有突破
目前,H.265似乎还处于叫好不叫座的阶段。从制作的角度来说,更换一个新的编码器并不难,但为何人们并不愿意制作和使用好处多多的H.265视频呢?我们一起来看看那些挡在H.265普及路上的拦路石。
首先是H.265对硬件要求更高。H.265算法的编码复杂度较高。如果使用DSP、x86等通用处理器进行软件编码并希望获得明显超过H.264的性能,需要选择较为高端的产品平台,其成本与功耗对于嵌入式监控产品如IP Camera来说还算不上有竞争力的方案。然而在整个安防行业的共同推进下,随着集成H.265编码功能的硬核SoC推出,H.265完全有能力凭借压缩能力上的明显优势,逐渐取代H.264,并成为未来的主流。而从解码角度看情况比较乐观,H.265的软解复杂度相对于H.264增加得并不多,以至于不但PC,现阶段的中档多核智能手机也可以较流畅地处理。目前,网上已经可以找到一些支持解码和播放H.265视频的软件。
其次是 H.265的产品初期的适应性。在产品初期市场应用过程中,H.265面对的问题要复杂一些。目前国内安防系统已建或在建网络所依据的标准,不论是在平安城市中大力推行的GB/T 28181,还是各类地标、企标,均未就扩展H.265的可能性进行论证。论证之后,对于标准的修订一般都需要不少时间,即便修订标准扩展支持,新产品接入和兼容,也需要各厂家调试磨合。可以预期,在已建成并投入运营的系统上,产品换代将会以非常稳健的步骤推进。而安防行业的龙头企业,海康威视给出的解决方案是H.265和H.264的上下兼容,在支持H.265的同时兼容H.264的应用,并且摄像机还可以做到H.265和H.264的自适应切换,让 H.265产品依旧可以适应这个逐步更换的过程。而对于新建系统,则似乎不需要考虑这个问题,所以在这一方面,H.265可能会更受到新建系统的青睐。
与此同时,安防行业中的先进企业,还需要有多方面的努力。
先是H.265的产品解决方案,目前H.265从芯片到产品均可实现全国产化,但是对于H.265产品的多样化应用还需要深入研究,特别是对安防监控系统前端采集、中间传输、后端存储、中心解码等一系列产品的实现与应用。再是H.265的系统方案,这里更多的是指文件封装层面的内容,也就涉及到各产品间的互联互通,H.265在安防中的大范围应用还是需要安防各企业的努力推动。还有就是H.265的配套技术方案,H.265是当下最强的视频压缩技术,但是安防企业还需要保证H.265“周边”应用系统的稳定运行,首当其冲的就是视频的加密,要求企业对安防系统的数据传输方式、权限管理方案、密码保护方法等都采取相应的措施。最后是技术应用过程中的民族企业的知识产权保护,从芯片实现到产品应用,安防企业们在H.265的产业链上还是会有很多自主专利技术的应用,比如芯片算法对H.265的优化,产品实现对H.265的深入应用。
可喜的是,从产业链应用层来看,H.265在国产化的同时,多样化的H.265产品正汹涌来袭。在底层应用方面,国内部分方案提供商已经陆续推出了基于H.265编码算法的压缩芯片,而华为等中国企业拥有相当一部分 H.265核心专利,是该标准的主导者之一。与此同时,国内的安防厂商也在积极地推动着H.265视频标准的发展,基于H.265方案的编解码设备陆续发布。再来看H.265的产品应用,目前国内安防厂家基本都具备了产品化的研发实力,各个安防厂家都相继推出了支持H.265的产品。所以说,不论从芯片还是到产品,H.265都已具备完善条件。有实力的安防厂家都在丰富H.265系列产品,如海康威视H.265前端产品涵盖了枪机、筒机、半球、球机,甚至包括云台。
就在这段时间,H.265产品如雨后春笋般发布,并快速地进入到了各个安防系统中,H.265真的来了!
四、H.265来了,互联网+安防还远吗?
H.265已经走入安防。全国各个安防系统建设逐渐出现H.265的身影,H.265的产品大规模应用已经初现端倪。可以说,H.265的优越性将直接促进安防又一次大发展,加速“互联网+安防”模式的进程。
可以试想一下,互联网+安防的生活,只需要带上一个手机。出门担心房门没关,下雨担心窗户没关,出差担心家里被盗,一切只需要打开手机看看家里的摄像机。出门消费可以刷脸,朋友拜访可以远程先开门……一种智慧化的生活,通过互联网即可把安全、视频、沟通随时随地带在身边。H.265作为“互联网+”智慧安防生活的催化剂,必然是当下各个厂家争相追逐的大市场。