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华为高清低带宽加速平安城市网络高清化建设文档密级  TIME \@ "yyyy-M-d" 2018-7-14华为保密信息,未经授权禁止扩散第PAGE7页, 共 NUMPAGES \* Arabic \* MERGEFORMAT 7页 高清低带宽技术加速平安城市监控高清化建设 孙英绪/企业网政府城市安全行业解决方案部 摘要： 如今的视频监控正在向高清方向发展。相对于传统标清而言，高清是指更高的分辨率，按数字电视显示模式标准，高清分辨率可分为1280×720的720p和1920×1080的1080p全高清。因为高清图像的像素比标清的更多更丰富，传输时需要占用更高的网络带宽，存储时占用需要更大的存储空间，因此原始视频图像在进行网络传输之前，往往需要先经过数字压缩编码进行数字化和压缩处理。处理之后，传输带宽占用多少和存储空间占用多少，则取决于视频的压缩编码技术。目前最常见的视频编解码压缩技术有MPEG2、MPEG4和H.264等，其中H.264压缩效率最高，是当前最流行的编码技术，其往下又可分为基准类(BaseProfile)、主要类(MainProfile)和高级类(HighProfile)等细分技术，不同的细分具有不同的压缩率和不同的成像画质，HP有最佳的压缩和画质保护效果。华为公司在H.264 HP的基础上，运用RDO算法增强性的推出了一种保证高保真高压缩比的视频编码解决方案，使得在同等画面质量的情况下，比业界同等的H.264编码方案节省多至50％的网络承载占用带宽，极大的帮助客户节省了网络建设投资。 关键词： H.264HP H.265 编解码 传输带宽 RDO 高清 前言： 随着高清网络监控时代的到来，除了需要由网络监控摄像机提供高清晰画质外，在监控承载网络方面也提出了更高的带宽要求。通常在H.264编码情况下,720p@30fps高清视频传送需要2M－4M的网络承载带宽，而1080p@30帧则需要4M-8M，如果网络带宽不足，就会给高清图象的最终呈现带来卡、顿、模糊不清等现象，失去了高清系统的最终建设意义。然而，更高的网络承载带宽需求意味着更大的网络建设投资。 能否有更好并且符合标准互通兼容性的视频压缩技术，使得在保持高清质量画面的同时，减少高清摄像机所占用的网络传输带宽，从而减少用户??络投资呢？ 图1 高清图像在网络带宽不足的情况下卡、顿、模糊不清 华为公司有效的解决这个高清低带宽的难题。通过良好的图像压缩算法技术，在较低的网络带宽占用的同时仍保持了高清的图像质量。在此我们就通过视频压缩的原理介绍一下华为视频压缩获取高质量低带宽视频画质的技术特点。 为什么需要视频压缩 高清视频监控如今已成为平安城市视频监控的实施发展趋势，那么如果一个熟悉而陌生字眼1080P@60fps出现在我们的视野中时，这个字眼到底包含哪些含义？它又将给我们提出了哪些问题？要怎样去解决这些问题呢？ 让我们从自然景象说起。自然景象是由自然环境中的一组具有不同形状、大小、颜色、纹理、亮度等特性的物体所组成的，自然视频景象（光信号）在时间和空间两个维度是连续的，摄像机要获得自然景象的连续视频图像就要进行时域和空域采样。时域采样能获得多幅图像，每秒采样的图像个数称为帧率（单位fps，每秒帧数）；空域采样是对一帧图像进行点采样，得到一个二维点阵，每个点称为一个像素。点采样的密度越大，像素点个数越多，图像就越细腻，越清晰。通常用像素点个数表示图像大小，又称为分辨率。 回到我们上面提到的1080P@60fps ,国际数字电视标准1080P代表的是每帧1920x1080个像素点。每个像素点通常用8bit进行数字化存储。那么1080P@60pfs所代表的原始视频图像，每秒所需要的原始存储空间就是：1920x1080x60x8x1.5=1.492Gbps（YPbPr图像采样格式4:2:0, 1.5为亮度全采样与色度半采样时的采样率，大家可以认为是一个系数）。如果不经过处理，这意味着极大的传输带宽需求和巨量的存储空间需求，因此，原始视频图像数据必须经过压缩编码,否则就无法实现实际意义的网络高清视频图像传输和应用。 视频为何可以压缩 视频信号数据量很大，为了达到高效的压缩，必须充分利用各种冗余。原始视频图像里的冗余信息包含两类： 第一类是统计冗余，包括： a.时间冗余，连续两帧图像之间大部分内容可能都相同； b.空间冗余，一帧图像内的某个区域的内容相同，比如一堵白墙； c.分辨率冗余，如果对非关心区域的局部图像细节不是很关心，那部分区域就没有必要用高分辨率图像 ； d.编码冗余，编码的输入为经变换量化后的图像数据符