一、編解碼技術的發(fā)展現(xiàn)狀分析 視頻監(jiān)控技術經過多年的發(fā)展，監(jiān)控畫面正經歷著從最初的D1標清
圖像，向4K高清、8K超清時代前進。由于CCD與CMOS技術的發(fā)展，前端攝像機的像素越來越高，成本也在
逐漸降低，高清監(jiān)控得到了快速的普及和應用，隨之而來的問題是，前端像素的提高給視頻傳輸和后端
錄像存儲帶來了巨大的壓力，在相同的編碼壓縮比例下，用戶需要投入更多的設備和資金，因此編解碼
技術的改進無疑成為了視頻監(jiān)控技術發(fā)展的焦點，也是當前眾多視頻廠商爭相發(fā)展的技術課題。 目
前國內主流視頻監(jiān)控設備廠商如大華、?？档?，從前端球機、槍機，到后端的NVR/ESS/EVS存儲、矩陣等
設備，普遍使用的是MPEG-4與H.264編解碼技術，因為MPEG-4/H.264編碼技術比較成熟，相應的編解碼芯
片廠商也較多，因此使用最為廣泛，不同廠家設備之間的兼容性也好。但隨著500W/800W/1200W等高清攝
像機推廣應用，網絡傳輸帶寬與錄像存儲空間卻承受著嚴峻的考驗，優(yōu)化算法、提高壓縮效率、減少時
延的需求使H.265編碼技術標準應勢而生，它將在未來逐步地被廣泛使用。 同時，由于H.264/H.265
是ITU-T國際電聯(lián)組織制定提出的一系列視頻編碼標準，是一個全世界公開的協(xié)議標準，為提高視頻數據
安全保密性，保障視頻信息質量，由我國公安部第一研究所牽頭組織，在現(xiàn)有視頻編碼標準技術的基礎
上，通過創(chuàng)新的技術改進和加密，形成了一套我國自有的安全防范監(jiān)控數字視音頻編解碼技術標準，簡
稱SVAC標準，它在政府類監(jiān)控項目采購中率先推廣應用。 因此來說，在目前的視頻監(jiān)控行業(yè)領域，
基本保持著MPEG-4/H.264為主，H.265/SVAC為輔的局面。 二、主要編解碼技術的應用現(xiàn)狀 在視
頻監(jiān)控設備領域，目前主要采用的編解碼標準為MPEG-4/H.264技術，當然，隨著H.265芯片技術的不斷成
熟，憑借其更強的優(yōu)越性能，將會逐步取代H.264并成為行業(yè)的主流應用技術。大安防系列化產品也將從
前端、存儲到解碼會發(fā)生全面性的變化。下面我們將對目前主要的幾種編解碼技術的發(fā)展和應用做具體
介紹。 1. MPEG-4編碼技術 MPEG：Moving Pictures Experts Group動態(tài)圖象專家組，是一個致力
于運動圖像及其伴音的壓縮編碼標準化工作的組織，MPEG-4是在MPEG-1、MPEG-2基礎上發(fā)展而來，MPEG4
于2000年初正式成為國際標準，它是一個適用于低傳輸速率應用的方案。MPEG-4標準則是基于對象和內
容的編碼方式，和傳統(tǒng)的圖像幀編碼方式不同，它只處理圖像幀與幀之間的差異元素，拋棄相同圖像元
素，因此大大減少了合成多媒體文件的體積，從而以較小的文件體積同樣可得到高清晰的還原圖像。換
句話說，相同的原始圖像，MPEG-4編碼標準具有更高的壓縮比。 視頻監(jiān)控的早期產品，如模擬攝像
機、CVR/DVR、采用的就是MPEG-4編碼技術。 2. H.264編碼技術 H.264是ITU-T國際電聯(lián)與ISO國際
標準化組織聯(lián)合制定的視頻編解碼技術標準，它同時也是MPEG-4標準的第十部分。H.264最大的優(yōu)勢是具
有很高的數據壓縮比率，在同等圖像質量的條件下，H.264的壓縮比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5
～2倍。一個原始文件是102G大小的視頻，經過H.264編碼后變成了1個G，壓縮比竟達到了102:1!H.264的
低碼率技術起到了至關重要的作用，在用戶獲得高質量流暢圖像的同時，大大節(jié)省了下載時間和數據流
量，也大大減少了圖像存儲空間。 H.264是在MPEG-4技術的基礎之上建立起來的，其編解碼流程主要
包括5個部分：幀間和幀內預測(Estimation)、變換(Transform)和反變換、量化(Quantization)和反量
化、環(huán)路濾波(Loop Filter)、熵編碼(Entropy Coding)。 H.264編碼標準在視頻監(jiān)控領域，是當下
最流行使用的一種編解碼技術。目前大大小小的視頻監(jiān)控設備廠家，都具備該標準的應用能力。 在
過去幾年的發(fā)展中，高性能的DSP芯片對H.264標準的應用發(fā)揮了重要的貢獻。DSP芯片全稱是數字信號處
理器，是一種具有特殊結構的微處理器，它有處理能力強、開發(fā)周期短、用戶開發(fā)自由度大等特點，被
越來越多地應用于視頻壓縮領域。美國TI公司有很豐富的經驗，是業(yè)界的領導者，產品系列有C20x，24
×5x，54x，62x，64x定點DSP和C3x，4x，67xx等浮點DSP;同時intel公司也不斷推出netra、baytrail系
列解碼芯片，海思最新的3536芯片，給后端的解碼顯示提供了有力的硬件支持。 由于H.264的高壓縮
性能，目前市場上主流的視頻監(jiān)控設備基本采用的是H.264標準。 3. H.265編碼技術 視頻監(jiān)控前
端采集設備如網絡攝像機的清晰度從100萬、200萬到300萬、500萬，魚眼相機已經達到了800萬、1200萬
像素，這意味著超高清時代一步步向我們走來。在近一年的時間里，眾多的顯示屏設備廠商已經在極力
宣傳4K超高清產品，如海信、三星、創(chuàng)維等。而在視頻監(jiān)控行業(yè)，眾多知名安防廠商都已經推出了自己
的4K產品，800萬攝像機，4K采集、4K解碼、4K電視墻產品，并能形成一整套的4K綜合解決方案。 超
高清的體驗同時帶來的是傳輸和存儲的強大挑戰(zhàn)。舉例來說，1路1080P@25fps的圖像，裸數據傳輸的帶
寬大概需要1.4G，采用H.264編碼后，可以壓縮到6M或8M的碼流;如果前端換成800萬的網絡攝像機，采用
同樣的壓縮標準，那么碼流大小至少20M以上，因此，需要一種更高壓縮性能的圖像壓縮標準來節(jié)省用戶
的投資，同時獲得高清晰的圖像顯示。 H.265技術是ITU-T VCEG 繼H.264之后所制定的新的視頻編碼
標準。H.265標準圍繞現(xiàn)有的視頻編碼標準H.264，保留原來的某些技術，同時對一些相關的技術加以改
進。新技術用以改善碼流、編碼質量、延時和算法復雜度之間的關系，達到最優(yōu)化設置。H.264由于算法
優(yōu)化，可以低于1Mbps的速度實現(xiàn)標清數字圖像傳送，H.265則可以實現(xiàn)利用1～2Mbps的傳輸速度實現(xiàn)
720P(分辨率1280*720)普通高清音視頻傳送。 H.265旨在在有限帶寬下傳輸更高質量的網絡視頻，僅
需原先的一半帶寬即可播放相同質量的視頻。H.265標準也同時支持4K(4096×2160)和8K(8192×4320)超
高清視頻?？梢哉f，H.265標準讓網絡視頻跟上了顯示屏“高分辨率化”的腳步。 在2015年的深圳安
博會上，H.265技術的應用已經悄然興起，從前端攝像機到后端存儲，從編碼器到解碼器、視頻綜合平臺
等設備，都已經打上了H.265的標記。各個參展廠家也在積極宣傳推廣自己的H.265技術產品，預計在未
來的兩年內，H.265將成為視頻監(jiān)控設備的主流編解碼技術。 4. SVAC編碼技術 SVAC全稱
Surveillance Video and Audio Coding《安全防范監(jiān)控數字視音頻編解碼技術標準》，是由公安部第一
研究所和中星微電子共同牽頭建立的一套編碼技術標準。SVAC是第一個旨在解決安全防范監(jiān)控行業(yè)獨特
要求的技術標準，對確立中國公安和犯罪預防體系來說特別重要。 自從“安全門”事件之后，信息
安全的管理越來越得到重視。SVAC編碼技術標準具有中國自主知識產權，是一項非國際性的標準，主要
用于安防視頻監(jiān)控的應用，其目的在于加強安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)在公安監(jiān)控與報警平臺的安全應用。目前
支持SVAC技術標準的只有中星微等少數廠家，芯片技術不是太成熟，價格相對較高，國內安防知名廠商
如大華、?？档冗€是以H.264、MPEG-4標準為主流，同時也有少量設備支持SVAC標準，但都以軟件編解碼
的方式實現(xiàn)。SVAC編碼技術在原有H.264/MPEG-4標準的技術上進行了創(chuàng)新，如支持高精度視頻數據，在
高動態(tài)范圍場景提供更多圖像細節(jié)，減少編解碼環(huán)節(jié)的圖像信息損失;支持感興趣區(qū)域(ROI)變質量編碼
，在網絡帶寬存儲空間有限的情況下提供更符合監(jiān)控需要的高質量視頻編碼;支持監(jiān)控專用信息(絕對時
間、智能分析結果、報警信息)，便于視音頻內容的有效管理和綜合利用;支持加密和認證，保證監(jiān)控數
據的保密性、真實性和完整性等。該標準因為開放性小，與目前市場上的多種視頻系列化設備不能實現(xiàn)
很好的融合對接，這將大大限制其市場使用的廣泛性。 但從目前的市場來看，從廣東省先行試點強
制實行開始，基本上廠家的設備都要求支持SVAC標準，已經開始使用大量的SVAC前端，這一趨勢正在向
周邊的廣西、湖南等省份擴展，相信在未來的幾年內，具有中國自主專利技術的SVAC標準將在國內得到
普遍支持和應用。目前成熟的SVAC技術還停留在1.0初步階段，許多功能還需要進一步優(yōu)化，我們期待
SVAC2.0版本的發(fā)布。 三、H.265與Smart265、SVAC2.0優(yōu)劣勢對比分析 H.265高效的壓縮性能，
在逐步發(fā)展的超高清時代，將替代H.264成為編碼技術的主流，支持的廠家與設備會越來越多，得到普遍
應用。目前支持H.265編解碼的芯片選擇性并不是太多，因此一些比較有實力的視頻監(jiān)控設備廠家都會加
入自己的一些智能算法，以獲得更好的性能或應用。 從編碼效率上來說，SVAC優(yōu)于H.264，但和
H.265相比就略遜一籌。SVAC2.0編碼技術是在原有的SVAC1.0的基礎上加入智能分析等智能功能，進一步
縮短編解碼速率，豐富更多的應用。SVAC2.0標準的推行，在國家信息安全政策的強制要求下，市場潛力
非常大，越來越多的廠家和研究機構都會參與SVAC技術的進一步改進，未來SVAC2.0或SVAC3.0將越來越
成熟，與H.265的全面抗衡指日可待。 下面就這三種不同的編碼技術做一個簡要的對比，如1所示：
1 幾種不同編碼技術對比 H.265 SVAC HEVC/H265+ Smart265 標準化 國際標準 ITU-T VCEG 國內
標準 GB/T25724-2010 海思優(yōu)化 ?？祪?yōu)化 壓縮性能 對比傳統(tǒng)H.264，碼率 相比H.265，較低 利用
利用了視覺 感知技術，先進 結合畫面和場景優(yōu)化，在降低50%，壓縮比高 的參考幀自適應技術，高級
碼率控制技術，壓縮 比更高 H.265編碼的基礎上進一步提升壓縮率 安全性 通用算法 加密算法，安
全 性高 通用+自主算法 通用+自主算法 通用性 標準編解碼芯片，可選范 圍大 專用編碼解碼芯片
，可選范圍少 海思結合芯片推廣 可變碼流技術， 主流廠商具備同等能力 視頻編碼技術在未來的
視頻監(jiān)控領域，將結合圖像實現(xiàn)更多的智能化應用，如當今比較火熱的智能交通、智慧小區(qū)、智慧法庭
、智慧校園、甚至云視頻、安防互聯(lián)網+等業(yè)務。編解碼技術的發(fā)展不僅需要滿足越來越高的用戶體驗需
求，同時也需要按照安防市場的發(fā)展與行業(yè)應用方案來推進。 首先，壓縮性能是編碼技術的重點，
前端設備越來越高清，通過算法優(yōu)化、幀間預測、場景預測壓縮數據的大小，從而提高壓縮效率。以同
等或較小的視頻帶寬就能獲得更高清晰的畫面。在快速發(fā)展的移動智能客戶端，低帶寬也可享受1080P的
高清畫面。 其次，智能算法與智能分析不僅優(yōu)化碼流質量，同時智能化的監(jiān)控設備具備圖像檢測預
警、三維空間計算、區(qū)域防范、智能識別等功能，這就要求視頻編碼流中加入更多的分析對象，計算方
法更加復雜，對硬件的要求也更高。 再者，開放性的H.264標準雖然使得各個廠家之間的監(jiān)控設備實
現(xiàn)了更好的互聯(lián)互通，但信息安全保密性能的要求日趨強烈。SVAC標準之所以得到推廣應用，除政府政
策之外，更重要的是它在信息安全加密性能方面的技術創(chuàng)新。 最后，編解碼技術的發(fā)展也需要考慮
到編解碼芯片的發(fā)展成熟度，目前H.264編碼成為行業(yè)的主流，是因為有因特爾、高通、意法半導體、海
思等諸多廠商可提供系列化的編解碼芯片。而支持H.265標準的芯片目前屈指可數，價格也高，支持SVAC
標準的就基本上只有中星微一家。因此，編解碼技術的發(fā)展更需要得到芯片產業(yè)鏈的支持。
