当4K&H.265遇上Smart

来源:《中国安防》

作者:海康威视 汪涛

在近年来视频监控存储网络化、高清化、智能化大潮的推动下,NVR得到了非常快速的发展。产品也从嵌入式架构到X86架构、从1盘位到24盘位、从1路到256路、从标清到4K超清、从H.264到H.265、从单网口到多网口,一应俱全,全面满足公安、司法、交通、金融、楼宇、文教卫、能源等各行业的应用。同时随着其价格的下滑,且图像清晰图明显优于模拟监控系统,所以在民用市场也备受亲睐。

另一方面,随着芯片性能的不断提升,标准化协议的有效普及,产品应用越发成熟等诸多因素,用户关注的重心也发生了明显的转变。从早期重点关注的设备高清接入能力、第三方对接兼容性、网络带宽建设等逐渐转移到了智能化应用、4K、H.265、解码性能、网络安全性等前沿技术。

 

不得不说的“4K&H265”

提到NVR的新产品新技术,甚至是安防界的新技术,相信很多人都会快速联想到4K超高清分辨率和H.265编码方式,而且很多NVR厂家也都陆续推出了支持4K NVR、H.265的 NVR系列产品。所以在讨论NVR新技术与发展的时候,还是不得不来说说4K、H.265这对好兄弟。

经过这些年的技术发展,视频监控从早期标清的“看的见”步入了高清的“看的清”,目前正大步迈向4K超高清的“看的爽”,视频从早期的监控发展到IVM智能化可视化管理。

那到底什么是4K呢?4K常见的分辨率有3840×2160和4096×2160像素2种规格,更形象地,可以理解成相当于4个1080p。也就是说,原先需要架设4个1080p摄像机才能看清的场景,在4K超高清摄像机面前可以一机搞定。4K技术率先在电子消费类市场展开应用,比如4K超高清电视、4K的高清医疗影像展示、4K超高清的赛事(如世界杯足球赛)盛况直播等等,之后逐渐应用到了摄像机、NVR等视频监控类产品中。

4K NVR相比较普通NVR通常具有更强的解码性能和更高的物理输出分辨率,可以解码更多的高清图像,展示更丰富的图像,洞悉一切,完美呈现每个细节和局部。但摄像机提供更高清的图像也就意味着需要更大的码率,这就给网络传输带宽、NVR录像存储等带来了更多的挑战。面对来势汹汹的4K高清,如何才能在应用中更好地保障用户录像存储的周期和网络带宽建设呢?虽然很多安防厂家都祭出了杀招,但基于现有标准收效甚微。

图1 4K与200万像素的图像对比

H.265标准全称为高效视频编码(High Efficiency Video Coding),也即HEVC,相较于原先的H.264标准有了相当大的改善。H.265的编码单位可以选择从最小的8x8到最大的64x64,信息量不多的区域(颜色变化不明显,比如天空的灰色部分)划分的宏块较大,编码后的码字较少,而细节多的地方(细节变化较多,比如大楼部分)划分的宏块就相应的小和多一些,编码后的码字较多,这样就相当于对图像进行了有重点的编码。总体而言,H.265的编码效率比H.264高出近1倍左右。经比较测试表明,在相同的图像质量下,H.265在1080p分辨率下相比H.264码率降低40%~50%,在720p下相比降低30%~40%,很好地为高清监控系统中的码流做了有效的“瘦身”。

图2 H.265与H.264对存储容量的对比

再回到我们前面提到的4K技术应用中如何更好地保障用户录像存储的周期和网络带宽建设等问题,想必大家都知道答案了。甚至可以说H.265编解码算法的发展对超高清的应用将会有着越来越深远的影响,这也正是大家在提到4K的同时,不约而同地又想到了H.265。相信在未来几年,支持H.265和4K的NVR产品会大面积推出,引领安防高清监控。

 

解出多彩的高清“视界”

NVR存储设备与IP SAN、NAS这类存储介质区别之一是解码方式不同。IP SAN、NAS等存储设备主要任务只是对图像数据进行存储,一般不支持本地物理输出接口实现图像的高清解码,需要借助于平台、解码器等将高清图像解码输出。而4K NVR不仅支持网络转发图像,而且通常无需借助任何解码设备或服务器等,就可以通过HDMI、VGA、DVI等输出口实现高清图像的解码,应用更为灵活。

从09年业界发布第一款高清NVR起至今,NVR的解码性能已有质的飞跃,从早期的1到2路1080p的解码性能到现在8到16路1080p的解码性能,甚至支持4K分辨率解码显示。一方面主要得益于芯片厂家的芯片性能越来越好,另一方面NVR厂家的程序算法越发成熟,两方面共同推动了NVR解码性能的大幅度提升。

NVR支持4K物理分辨率输出且支持4K超高清分辨率解码显示,初步感觉其解码性能还是非常优越的,但仔细一想,目前主流的NVR仅支持1到2路4K分辨率解码。随着4K逐渐广泛应用之后,这样的解码性能肯定是无法满足用户需求的,复制着高清NVR应用初期,1080p主流分辨率时代相同的技术问题。但无论是芯片厂商还是NVR设备厂商,相比09年,都有着更成熟的开发经验和技术水准,相信不远的将来,各厂家都会有具备超强解码性能的NVR产品问世,相互争艳,解出多彩的高清“视界”,用户可以真真正正地“爽”一把。

 

值得拥有的“Smart 2.0”

智能,在探讨NVR新技术时,想必大家也并不陌生,甚至在整个安防行业中也是一个炙手可热的话题。NVR厂家在这方面的探索也从未停止过,但出于智能识别准确率不高、芯片智能分析性能有限、网络带宽不足等诸多原因,其发展速度始终非常缓慢。

海康威视认为,高清不仅仅只是像素点的增加,而是集成了“聪明的”、“智能的”、“智慧的”视音频、编解码、图像处理等各项技术。所以,在2013年海康威视率先提出了Smart智系统——“微智能、大智慧”的概念,将智能功能非常完美地融于Smart IPC、Smart NVR、Smart解码器等产品中,前后端相互配合,取长补短,掀起Smart应用浪潮。

2014年,Smart智系统进一步升级,正式跨入2.0时代。回首Samrt 1.0,它不仅让用户享受到了更低价的智能应用,可以与那些昂贵的智能分析服务器说“再见”,而且还让用户体验了更高效的维护应用,智能检索、智能回放、智能备份,智能无处不在。Smart 2.0时代,用户将会有全新的体验,可以体验到更丰富的智能分析功能、更精准的智能分析算法等等。功能也扩展为智能接入、智能存储、智能搜索、智能控制和智能管理五大类功能,提供用户相机接入、录像存储、录像检索、管理控制等全方位的智能化解决方案。

就拿智能搜索系列功能中的智能回放举例来说,功能可以细分为录像后检索、浓缩播放、智能备份三类,功能之间相互配合,从海量的录像数据中快速搜索到满足条件的录像文件,并高效完成回放、备份工作,让用户的录像查询工作变得“一身轻松”。

首先是录像智能后检索技术,用户可基于智能存储技术中保留的智能标记信息,“随心所欲”地对录像文件进行二次智能分析。一方面让智能规则配置更灵活,另一方面可快速从海量数据中检索出满足条件的文件,大幅度提高录像检索的效率。

录像检索完毕后,通过浓缩播放技术对录像文件进行播放,对有智能侦测等事件发生时的录像以正常速度播放,无智能事件发生时的录像自动以多倍速播放,快速完成整个录像文件的回放。当然,如果用户不需要回放无智能事件时间段的录像文件,设备可以仅将发生智能事件时间段的录像片段筛选出来,仅针对智能报警时刻的录像片段进行回放。相比传统的录像回放方式,回放时间大大缩短。

图3 智能回放比传统录像回放节约大量时间

最后,如果客户需要备份部分重要录像文件,设备也可以基于区域入侵、越界等多种智能侦测事件快速检索出满足条件的录像文件进行备份,大大提高录像备份的效率。

总体而言,智能回放功能的应用,一定程度上摆脱了智能规则配置的约束,而且很好地提升了用户现场录像回放的效率,让一线的维护人员“爽”到心里的同时还降低了维护成本。

 

爽心悦目的NVR新时代

当速度遇上激情,开启了15年赛车风云不朽的神话;当地产遇上地铁,开启了城市地产建设的新模式;当4K&H.265遇上Smart,必将开启一个爽心悦目的NVR新时代。

之于NVR新时代,拥有超高清的4K图像显示,超高压缩比的H.265算法,超高智能的Smart系统;再配合更高的产品安全性,更快的网络传输速度和更强的高清解码能力,让“视界”更轻松享有安全的品质生活!

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