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可得存储容量增加60%?看华为超级编码黑科技!

作者:admin 发布日期:2021-02-25 09:10:40 关注次数:12

从2016年AlphoGo 4:1大胜李世石震惊世人,到2020年资本市场热捧的造车新势力和自动驾驶,人工智能发展正在驶入快车道,进入各行各业的生产环节,进入生活细节。


以视频为核心的万物感知,赋予了机器看世界的能力。智能摄像机7*24小时源源不断从物理世界采集各类各样的数据,其中90%左右的数据都与图像、视频相关联,传递到后端存储。因此视频数据存储是智能世界的重要基石。


视频业务新变化带来存储空间的挑战


视频业务在前端摄像机分辨率、场景覆盖度、存储时长和摄像机点位数量等四个个方面呈现新变化,对视频存储都提出了大容量的需求:

01

前端摄像机分辨率大幅提升:随着CMOS传感器、光学器件和芯片的发展,成本大幅下降。前端摄像机分辨率从480P/720P提升到1080P并成为业界主流,主流厂家已经率先推出了4K分辨率;同时各行各业的生产环节,对于图片的成像质量、清晰度等也有更为严苛的要求。

02

重点覆盖到全场景覆盖:由原来的机场、火车站、广场、交通道路等重点场景覆盖,扩大到城市周界、地铁运营、工厂制造、森林防火、海防巡逻等全场景覆盖,来满足各行各业数字化转型的需求。

03

存储时长增加:2015年后遵循国家相关法规要求[1],如地铁等大型重点场所的视频图像保存期限增加到不少于九十日。某些特定行业,如金融对于存储时长要求更高,甚至达到一年。

04

摄像机点位数量增加:根据第三方咨询报告,摄像机点位未来5年将以GAGR 16%的速度增加。

上述视频业务新变化,对存储空间急剧增加导致的机房空间扩建、数据中心的电费等后期维护带来了极大的挑战。


为什么需要视频编码及编码标准发展史


视频是图像序列,图像序列包含了很多数据的冗余。视频编码是用算法把冗余的图像去掉,达到降低存储空间的目的。以原始的视频和主流H.265视频编码在存储空间对比,编码后大幅降低了视频存储空间的要求。

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视频编码标准约每10年就会更新一代,效率每10年提高一倍。目前主流的编码标准是H.265,基于H.264的标准演进,未来不久就会用上H.266标准。视频编码结合智能算法,将会是下一代编码技术的演进点。


华为的超级编码是什么及优势


华为的超级编码技术,基于H.264/H.265视频编码标准。单设备按需配置智能视频编码加速卡,前后景分层识别编码算子。前后景动态编码原理:将图像中涉及的车辆等目标信息进行动态识别,精确分离前后景,根据场景智能决定编码策略,实现最优码率编码,编码后图像的SSIM(Structural Similarity结构相似性)大于0.95。视频业务处理流程在视频编码加速卡分为视频输入、智能分析、深度编码三步,经过深度编码后的存储空间下降约60%。


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具有以下三个优势:
  • 像素级精细化分割,从矩形抠图到轮廓级分割,更省空间和资源;

  • 支持H.264/265国际标准,帧率不变、分辨率不变、智能识别不变,相关机构已认证[2];

  • 深度过滤树叶、鸟类、宠物等背景区域无干扰;

取一个中等城市的核心城区为原型:1200路视频接入,存储90天典型配置,对比传统方案与超级编码方案建设和维护5年TCO情况,节省近40%。

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超级编码典型应用场景及案例


视频存储及分析场景(新建)是超级编码典型应用场景; 

场景描述:前端接入SDC和第三方高清摄像机;后端智能分析车牌,车辆等目标信息;

客户挑战

  • 机房空间资源有限,每节机柜投资约12W/年;

  • 视频图像留存期从30天延长到90天;


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在某项目实践中,客户给出测试结论:

  • 视频超级编码后视频较原视频不改变视频的编码格式、分辨率、帧率,前后画质无变化。

  • 测试结果:通过计算一周的运行数据,测算出平均节省存储空间:65%,超级编码前后的对比效果如下表:


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[1] 《中华人民共和国反恐怖主义法》2015年12月27日发布,2016年1月1日起施行

[2] 国家标准GB/T25724-2017《安全防范监控数字视音编解技术要求》标准中明确将基于感兴趣区域(ROI)变质量编码作为标准


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