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视频编码浅谈王大昌2013年1月9日议题v高清视频基本知识v视频编码的发展历程v视频监控的主流编码技术vH.264技术及类别vH.264 HP的技术优势v视频监控SOC方案v视频编码的发展方向高清视频基本知识v什么是高清什么是高清›指视频的垂直分辨率为指视频的垂直分辨率为≥720线的隔行或逐行扫描、视频线的隔行或逐行扫描、视频宽纵比为宽纵比为16：：9的视频源；高清视频信号分高清（的视频源；高清视频信号分高清（720P 专业称谓：专业称谓：HD）和全高清（）和全高清（1080P 专业称谓专业称谓FULL HD）两个级别两个级别高清视频基本知识v高清和全高清的区别高清和全高清的区别›高清：高清：720p(1280*720) 以上称作为高清以上称作为高清, HD，，720p是指视频的垂是指视频的垂直分辨率为直分辨率为720线逐行扫描，它作为高清的入门级标准；相当于线逐行扫描，它作为高清的入门级标准；相当于2.5个个D1的分辨率的分辨率›全高清：全高清：1920×1080，简称：，简称：Full HD ，分，分1080P/1080I 显示设备水显示设备水平分辨率达到平分辨率达到1080线线,从视觉效果来看，从视觉效果来看，1080P为最高规格的电视信为最高规格的电视信号，其图像质量可达到或接近号，其图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平。

宽银幕电影的水平1080P的图的图像分辨率相当于像分辨率相当于6个个D1的分辨率的分辨率›1080i是指是指1080线的隔行扫描；线的隔行扫描；›1080P是指是指1080线的逐行扫描线的逐行扫描高清视频基本知识v高清摄像机－－百万像素的概念高清摄像机－－百万像素的概念1080P 实际是指分辨率实际是指分辨率1920*1080像素像素 ——计算一下就是计算一下就是1920×1080=2073600像素像素 大家一般都会叫大家一般都会叫 1080p或或1080i为为200万像素分辨率万像素分辨率720P 实际是指分辨率实际是指分辨率1280*720像素像素 ——计算一下就是计算一下就是1280×720=921600像素像素 大家一般都会叫大家一般都会叫720p或或720i为百万像素分辨率为百万像素分辨率 5M像素像素 分辨率是分辨率是2592*1944或者或者2560*1920 即即500万像素万像素高清视频基本知识v摄像机接口介绍摄像机接口介绍4123567891011121 1、网络接口、网络接口 2 2、色差输出、色差输出 YPbPr 3 YPbPr 3、电源输入、电源输入4 4、自动光圈镜头、自动光圈镜头 5 5、音频输入、音频输入 6 6、音频输出、音频输出7 7、、 SD Interface 8 SD Interface 8、、 RS485 9 RS485 9、、 继电器输出继电器输出1010、报警输入、报警输入 11 11、多功能按键、多功能按键 12 12、、 状态指示灯状态指示灯 视频编码的发展历程v视频编码方式有很多，常见的视频编码方式有：›MPEG1›MPEG2›MPEG4›H.263/ H.263+›H.264›WMV等等。

视频编码的发展历程vISO/IEC MPEG ›MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-4 AVC/H.264, MPEG HVCvITU-T VCEG›H.261, H.262(MPEG-2), H.263, H.264, VCEG H.NGCv中国 AVS›AVS-P2, AVS-S v下一代标准？›方向、技术？ 年代 MPEG-1 1993 2001 1997 2005 MPEG-4 AVC/H.2641989 MPEG-2MPEG-42013AVS下一代标准20092017视频监控的主流编码技术vMPEG-4vH.264›Baseline›Extended›Main Profile›High Profilev编码器普遍支持MPEG-4、 H.264 Main Profile；v标清级别摄像机一般为H.264 Baseline Profile；v720P 以上的摄像机为H.264 Main Profile；v采用H.264 High Profile的摄像机将陆续上市H.264技术及类别›H.264编码：编码：Baseline、、Extended、、Main、、High Profile›H.264 High Profile最先进最先进›同比提高同比提高50%以上的图像编码效率以上的图像编码效率H.264 HP的技术优势vH.264 HP的好处的好处›少占用一倍以上的带宽少占用一倍以上的带宽›省一倍以上的线路费用省一倍以上的线路费用›还能为用户带来的好处？还能为用户带来的好处？›2M2M线路内实现线路内实现1080P1080P的唯一技术的唯一技术›节省出带宽留给其他办公应用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减轻网络压力提高系统稳定性720p720p720p/60720p/601080p1080p标准高清图标准高清图像像广播级高清广播级高清图像图像最高清晰度最高清晰度图像图像512K 720P1M 1080P H.264 HP的技术优势画质画质 / 帧率帧率码流码流 （视频会议典型值）（视频会议典型值）4CIF30128 kbps4CIF60512 kbps720p30512 kbps720p60832 kbps1080p301024 kbpsH.264＋ High Profile720p30720p30720p60720p601080p1080p高清图像高清图像高清图像高清图像广播级运动图像效果广播级运动图像效果广播级运动图像效果广播级运动图像效果最高清晰度最高清晰度最高清晰度最高清晰度满足基本高清会议需求最低带宽512K理想应用带宽1M提供高质量图像及运动效果最低带宽832K理想应用带宽1.5M提供最清晰的图像效果最低带宽1M理想应用带宽2MH.264 HP的技术优势vH.264 HP节省带宽的原因›编码效率高vHigh Profile 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）进行编码所获得的编码增益比Baseline Profile 中采用的UVLC /CAVLC 编码更有效率›自适应变换vHigh Profile 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 H.264 HP的技术优势v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视频监控SOC方案vSOC（System On Chip）厂家›华为海思HiSilicon›德州仪器Ti›恩智浦NXP›泰鼎Trident›升迈GrainMedia›特威TechWell›富瀚Fullhan视频监控SOC方案v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—720P IPC，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华为海思解决方案芯片型号芯片型号视频编码标准视频编码标准视频大小视频大小Hi3510 H.264-BP, JPEGD1 or LessHi3507H.264-BP, JPEG, MPEG4D1 or Less, 720pHi3512H.264 BP/MP, JPEG, MPEG4D1 or Less, 720pHi3516H.264 BP/MP/HP, MPEG4-SP, MPEG4, JPEG, 1080p, 30 FPS德州仪器Tiv原有DSP系列›老产品：DM640/641/645›达芬奇系列：DM6441/6446/6467；增强版DM647/648；简化版DM643X系列；ASIC系列DM355/360.v新达芬奇系列›针对IPC：DM365—720P；DM368—1080P；›针对DVR/NVR：DM8168v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Ti达芬奇解决方案（IPC）芯片型号芯片型号视频编码标准视频编码标准视频大小视频大小TMS320DM355JPEG, MPEG4-SPD1 or Less, 720pTMS320DM365H.264-BP, JPEG, MPEG4-SPD1 or Less, 720pTMS320DM368H.264 BP/MP/HP, MPEG-4, MPEG-2, MJPEG, VC1/WMV91080p, 30 FPS代表厂商：海康、大华、波粒Ti达芬奇解决方案（视频会议）芯片型号芯片型号视频编码标准视频编码标准视频大小视频大小TMS320DM6446H.264-BP, JPEG, MPEG2-MP, MPEG4-SP, VC1D1 or LessTMS320DM6467H.264-BP, H.264-MP/HP, JPEG, MPEG2-MP, MPEG4-SP, VC1D1 or Less, 720p, 1080i/pTMS320DM6467TH.264-BP, H.264-MP/HP, JPEG, MPEG2-MP, MPEG4-SP, VC1D1 or Less, 720p, 1080i/p代表厂商：Polycom海思与TI对比v海思和Ti 在IPC市场上非此即彼，各有千秋。

v海思的百万高清的效果是很不错的，价格有优势vTI的方案，功耗低，技术成熟，性能强劲，研发难度大vTI作为一个美国企业，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v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v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v唯一的缺点是海思方案高清厂家太多了，竞争很激烈.其他厂家解决方案v恩智浦NXP、泰鼎Trident›NXP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Vivotek的半导体部门，主要针对SOC市场其他厂家解决方案v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—720P IPC›GM8128—1080P IPC其他厂家解决方案v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其他厂家解决方案v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，DVS视频编码的发展方向v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 HEVC(H.265)简介vH.265是ITU-T VCEG（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 vH.263可以2-4Mbps的传输速度实现D1；vH.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；vH.264 High Profile 可实现低于1.5Mbps的传输带宽下，实现1080p；vH.265可以实现利用1Mbps以下的传输速度传送 1080P vH.265可很好运行在Internet等复杂网络条件下 v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vHEVC(H.265)标准预计2013年2月发布正式版本 问题与讨论v谢谢观赏！本文档之数据来自于网络，未详尽之处敬请原谅！。