解析海思H.265超高清IP视频监控解决方案

2014-03-02季健佼

中国公共安全 2014年22期

文/季健佼

海思半导体是全球视频监控市场最大的SoC芯片供应商和相关视频技术的领导者，产品线齐全，覆盖从标清、高清到超高清各个细分产品市场，为全球客户提供简单、快捷的服务和可靠、性价比高的灵活产品。在半导体工艺节点上，海思半导体28nm高性能、低功耗SoC芯片已经量产。在视频编解码标准方面，海思半导体持续领导视频监控产品市场从MPEG-4到H.264/AVC再到H.265/HEVC的演进，引领视频监控进入超高清时代。

图5 相同分辨率下720P高清/1080P全高清/500万超高清摄像机拍摄视场角度对比

超高清视频监控时代即将到来

视频监控前端采集产品网络摄像机的清晰度从100万、200万到300万、500万甚至800万像素，超高清晰度正一步一步向我们走来。在一些大型监控建设项目使用1080P全高清网络摄像机的时候，已经有一些领先厂家推出了300万和500万像素的超高清网络摄像机。以500万摄像机为例，由于500万像素机型分辨率达到2560×1920，这相比200万像素的1920×1080，其水平清晰度从1050线提升到了1450线以上，使得视频观感满意度大幅提升，如图1、图2所示。

同时，对满足于现有清晰度的用户，超高清视频监控的重大意义还在于与1080P同清晰度的情况下，监控视场角度更大，监控范围得到了大幅度提升，如图3、图4、图5所示。

海思H.265/HEVC开启超高清视频监控的美好未来

由于前端视频采集分辨率的大幅度提升，监控摄像机的瓶颈主要集中在视频处理和压缩编解码技术上。电影电视行业只注重画质却不太注重编解码效率，而监控摄像机完全不同，在大幅提升画质的同时，需要编解码码率和延迟越小越好，这样才能确保监控视频画面具有实时性，以便在出现紧急事件时做出快速响应，同时清晰地记录下重要的视频资料。

当前行业普遍采用的H.264/AVC压缩后的码率还是难以满足人们对于超高清视频的愿望，主流厂家一般采用H.264 High Profile压缩编码，500万@30fps视频使用该等级编码需要6～10Mbps，而很多厂家仍然在用H.264 Baseline Profile低等级压缩编码，1080P@30f在该等级压缩编码下就需要4～6Mbps。显然，在人们对硬盘和网络带宽都不想做更多投入的情况下，超高清摄像机需要具有更高压缩效率的压缩编码技术才能够被大众所接受。2013年4月被国际电联批准的H.265/HEVC压缩编码技术标准把压缩率提升到了一个新的高度，从理论上来说，在同样画质下H.265/HEVC比H.264/AVC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有重要意义，H.265/HEVC会给我们带来全新的感受。

2014年9月，海思半导体将基于H.265/HEVC标准推出业界第一颗超高清网络摄像机处理器Hi3516A。该Hi3516A处理器采用海思半导体先进的H.265/HEVC算法，改善了H.265/HEVC标准固有的图像振铃效应，极大减少了大运动场景下的拖尾现象和块效应，并在保持与H.264/AVC相同的图像画质下编码码流降低50%。同时，Hi3516A灵活的高性能ARM Cortex-A7处理器配合海思第二代智能分析协处理单元IVE2.0，提供车牌、周界、人脸识别等多达40种智能分析应用。其真正的多帧合成WDR和海思半导体第三代3D降噪技术，即使在恶劣的光照环境下也可提供出色的图像质量。Hi3516A最高支持500万超高清像素实时视频编码，并采用海思先进的网络传输技术，可实现低于100ms的网传延迟，如图6所示。

对于视频监控行业应用来说，只有前端超高清视频采集设备是不能构成整体超高清视频监控系统的，需要有超高清视频监控后端存储和显示产品NVR的支持，如图7所示。

海思半导体将在2015年1月配套推出业界第一颗专业H.265/HEVC超高清视频监控存储和显示产品NVR处理器Hi3536。该Hi3536处理器采用海思半导体高性能的视频编解码器，最高可实时解码16路1080P H.265/HEVC视频流或者4路4K H.265/HEVC视频流，支持视频以4K@60帧的速率显示，或者同时支持多达9路1080P@30帧高清显示输出。同时，Hi3536灵活的高性能4核ARM Cortex-A17处理器（性能是同频率Cortex-A9处理器的1.6倍），主频高达1.6GHz，同时集成一颗ARM顶级GPU——Mali T721，支持客户实现各种完美的UI和智能相关辅助功能设计，并配合海思半导体自有的第二代智能分析协处理单元IVE2.0，提供车牌、周界、人脸识别等多达40种智能分析应用。Hi3536集成多达4个SATA3.0接口，满足超高清存储需求，同时支持双GMAC，网络速率高达640Mbit/秒，如图8所示。