Basic HTML Version
Giám sát an ninh
17
87
2014
hình ảnh, H.265/HEVC sẽ đóng vai trò
then chốt trong ứng dụng 4K (Ultra HD)
không chỉ cho camera IP, DVR, và NVR
mà còn hỗ trợ cả TV, PC và máy tính
bảng trong vài năm tới.
Tiêu chuẩn nén H.264 đã chiếm
lĩnh thị trường trong 5 năm qua. Với
những cải tiến công nghệ trong H.265/
HEVC, một số nhà nghiên cứu và sản
xuất chipset hàng đầu như Qualcomm,
Broadcom và Huawei hy vọng H.265/
HEVC có thể thay thế “người tiền
nhiệm” H.264 để trở thành chuẩn nén
phổ biến trên toàn cầu trong thời gian
tới. Trong tương lai không xa, H.265/
HEVC chắc chắn sẽ được triển khai
chính thức trong ngành công nghiệp
giám sát hình ảnh. Tuy nhiên, cần một
thời gian dài để kiểm chứng tính năng
cũng như mức độ hiệu quả của H.265/
HEVC. Ngoài ra, những thách thức lớn
của H.265/HEVC như chế độ mã hóa
phức tạp, sự chênh lệch giữa chi phí và
tính năng đáp ứng vẫn cần phải được
tiếp tục khắc phục.
H.265/HEVC tốt hơn H.264
ra sao?
H.265/HEVC sử dụng phương pháp mã
hóa hình ảnh tương tự như H.264/AVC,
bao gồm ba loại khung hình I-frame,
B-frame và P-frame ghép nối thành các
hình ảnh, kết hợp các yếu tố nén của cả
inter-frame (giữa các khối ảnh riêng lẻ)
và intra-frame (bên trong một khối ảnh).
Tuy nhiên, so với H.264, H.265/HEVC
cung cấp thêm nhiều phương thức xử lý
khác nhau để giảm tỷ lệ nén. Trong khi
H.264/AVC sử dụng các khối điểm ảnh
lớn nhất khoảng 16 x 16 pixel, H.265/
HEVC cung cấp nhiều tùy chọn các khối
điểm ảnh khác nhau, từ 8 x 8, 16 x 16
đến tối đa 64 x 64 pixel. Khi mã hoá, kích
thước khối điểm ảnh lớn hơn mang lại
nhiều hiệu quả hơn, cho phép hỗ trợ các
kích thước khung hình lớn hơn như độ
phân giải 4K. (Hình minh họa 1)
Bên cạnh đó, so với 8 chế độ định
hướng pixel của H.264, H.265/HEVC sử
dụng đến 33 chế độ định hướng pixel
để xử lý khối thông tin điểm ảnh. Điều
này giúp H.265/HEVC cung cấp luồng
bit giải mã ít hơn 39-44% so với H.264
ở cùng chất lượng hình ảnh. Kết quả
này có thể thay đổi tùy thuộc vào các hệ
thống xử lý khối pixel khác nhau.
Tỉ số tín hiệu cực đại trên nhiễu
PSNR (peak signal-to-noise ratio) và
đánh giá chủ quan về chất lượng hình
ảnh cũng là cách phổ biến để đo lường
hiệu quả mã hóa của một cơ chế mã hóa
hình ảnh. Một đánh giá chủ quan về chất
lượng hình ảnh cho thấy, H.265/HEVC
cung cấp hiệu quả tương đương hoặc tốt
hơn mã hóa H.264 với luồng bit giảm 51-
74%. Kết quả này rất có ý nghĩa, vì đánh
giá chủ quan chất lượng hình ảnh thông
qua cảm nhận được coi là một cách quan
trọng để đo lường một tiêu chuẩn mã
hóa hình ảnh.
Một ví dụ về đo lường giá trị PSNR
là thông qua nghiên cứu các tập tin mã
hóa trong các ứng dụng giải trí với nhiều
đoạn hình ảnh có độ phân giải từ 832 x
480 (480p) đến 1920 x 1080 (1080p), bằng
cách sử dụng bốn công nghệ nén khác
nhau, HEVC, H.264, MPEG-4 và H.263,
cho đến khi tất cả các tập tin có cùng
một giá trị PSNR. Kết quả so sánh tỷ lệ
bit-rate như bảng bên dưới
H.264 hiện đang sử dụng ba cấu hình
nén chính: Main, Baseline và Simple.
Trong khi đó, phiên bản đầu tiên của
H.265/HEVC đã được phê duyệt bao
gồm các tiêu chuẩn: Main (hỗ trợ video
8-bit 4:2:0), Main 10 (hỗ trợ video 10 bit)
và Main Still Picture (dành cho việc nén
ảnh tĩnh, dùng chung công cụ với quá
trình nén hình ảnh). Thời gian tới, ITU
và một số bên có liên quan sẽ tiếp tục
phát triển các bản mở rộng cho H.265/
HEVC, bao gồm khả năng hỗ trợ video
12-bit cũng như các định dạng màu cao
cấp 4:2:2, 4:4:4.
Xu hướng tương lai của mã
hóa H.265/HEVC
Các nhà cung cấp giải pháp giám sát
hình ảnh và an ninh đang rất quan tâm
đến việc khi nào các thiết bị hỗ trợ mã
hóa H.265/HEVC sẽ có mặt trên thị
trường. Điều này phụ thuộc nhiều yếu
tố, chẳng hạn các nhà sản xuất chip
đồ họa như AMD và NVIDIA sẽ mất
bao lâu để tích hợp H.265/HEVC vào
sản phẩm của họ? Thế hệ đầu tiên của
chipset H.265/HEVC có thể chỉ phù hợp
với các tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh
ban đầu (Main, Main 10 & Main Still
Picture), và vẫn còn nhiều chức năng mà
H.265/HEVC cần phải tăng cường như
xử lý hình ảnh, mở rộng và mã hóa hình
ảnh đa hiển thị.
Những nỗ lực từ các nhà cung cấp
chipset và công nghệ vi mạch sẽ giúp
H.265/HEVC nhanh chóng thay thế
H.264 trong thế giới IP. Dù hầu hết các
đài truyền hình cáp và truyền hình kỹ
thuật số hiện nay vẫn đang sử dụng các
tiêu chuẩn MPEG-2, tín hiệu lạc quan là
một số đơn vị phát thanh truyền hình
đã thay thế MPEG-2 với tiêu chuẩn
H.265/HEVC cho các ứng dụng HDTV,
vì H.265/HEVC giúp giảm đến 70-80%
tiêu thụ băng thông và có thể hỗ trợ
phát sóng Full-HD 1080p trên TV với
điều kiện băng thông hiện có. So với các