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标题: 解析H.265编码新技术 [打印本页]

作者: 我是MT 时间: 2015-1-22 12:59 标题: 解析H.265编码新技术

最近一段时间，H.265的曝光率越来越高，和传统的H.264相比，更加吸引用户的关注。H.264标准是2003年被通过的，这一标准成熟稳定，据统计，目前互联网高清视频资源中90%的内容，都是由H.264视频编码所构成。不过，H.264在经历了9年的发展期后，如今看来，虽然技术熟，但是由于标准确立日期较早，难免显得后劲不足，在一些功能方面，难以适应新时代的要求。

时代的车轮在不断前行，技术也在日益壮大的发展。在2012年8月，爱立信公司推出了首款基于H.265的编解码器。在2013年3月，国际电联(ITU)就正式批准通过了HEVC/H.265标准。

大家熟悉的迅雷看看，已经有部分在线资源采用了H.265编码方式，而目前仅仅限于网页版，包括PPSTV，也有着相应的H.265在线资源观看。

而有一些用户，相信对H.265编码还不太理解。在这里，我们先简单的介绍一下H.265编码技术的相关常识。H.265能在有限带宽下传输更高质量的网络视频，也就是说只需原先H.264编码的一半带宽即可传输相同质量的视频。在用户比较关心的4K方面，H.265同时支持 4K(4096×2160) 和 8K(8192×4320) 像素的超高清视频，对于像3840x2160这种电电视特有标准的4K视频，更是不在话下。由于4K视频的数据量是高清的4-8倍。因此而言，就需要更高效率的压缩编码算法。根据公开资料表示，H.265的编码效率为 H.264的两倍。

从技术层面上分析，目前H.265/HEVC的架构大致上和 H.264/AVC相似，主要包含帧内预测、帧间预测、转换、量化、去区块滤波器、熵编码等模块。不同的是，HEVC整体被分成了编码单位、预测单位和转换单位这三个部分。

比起H.264/AVC，H.265/HEVC 可以使用多种方式降低码率。从上面的图片中大家就可以看出，在H.264标准下的每个宏块 (marcoblock/MB)，其大小都是固定的16X16像素，而H.265的编码则更加自由，大小可以在8X8和64X64之间自由选择。

看到这里，相信大家对H.265编码已经有了一些了解，不过很多用户更关心的，还是H.265究竟能带来哪些变革呢?

看图说话 H.265编码方式进步很明显

尽管说现在大家的网络带宽正在逐步提高，10M、20M甚至是100M光纤级速度越来越快。但是很大一部分用户，由于各种原因，还无法享受到高速宽带。这时候，H.265优势就凸显出来。H.265编码器基于最新的视频编码技术HEVC，即High Efficient Video Coding，能够用比 H.264少一半的码率提供相同清晰度的视频，可以节省大量的存储空间和视频传输的带宽。

以 4K超高清视频为例，分辨率高达3840x2160，如果以H.264格式编码，在确保画质不受损失的情况下，至少需要提供100Mbps的码率，这样折算下来，每分钟4K超高清视频的容量就高达0.92GB。一部90分钟的电影，容量将会高达83GB以上。普通50GB蓝光盘就变得无能为力了。而如果采用H.265方式编码，相同码率的情况下，影片体积将会减少一半，而画质方面却没有任何损失，甚至一张蓝光碟就能容纳。

而实际上，H.265同样也涉及到编码器和解码器两个过程，通过不同的编码器，压缩的效果不尽相同，而更好的算法，可以很好的控制最终生成的文件体积，就像下面将为大家介绍的，长达2分21秒的4K超高清视频，竟然不到百兆!这段演示视频为LG官方4K宣传片，总长度为2分21秒，原始格式为MP4，平均码率为 124Mbps，文件大小为1.68GB。

而在采用了H.265编码演示视频中(下载地址http://pan.baidu.com/share/link?shareid=1036246525& amp;uk=3895737553，请勿用作商业用途)，总长度同样为2分21秒，分辨率为3840x2160，而容量居然仅为78.2MB，相比本来的MP4文件1.68GB的大小，差距非常明显。照此推算，标准时长为90分钟的电影，容量仅为3176MB，一张普通DVD光盘即可容纳。

画质对比--H.265 VS H.264

使用H.265编码的文件，格式为*.hm10，由于涉及到版权和技术层面等问题，目前很多播放器还不能播放H.265视频，笔者在这里使用了百度贴吧中技术高手网友编译的解码器来进行播放。

通过对比图片，我们可以看出，在相同码率的情况下，左侧为经过H.264编码压制而成的文件。右侧为H.265编码格式文件，在画面细节表现方面，与原H.264编码格式相比，清晰度还有所提升，特别是在水草细节表现方面，清晰度更高。

笔者认为新技术的出现，还是要更好的服务于用户，如果只能停留在实验室的中，那么也不会被公众承认。接下来，我们就来看看在大家每天都离不开的电视中，H.265能给我们带来多少改变。

H.265能否推动4K电视发展

大家都知道，目前4K超高清电视产品已经很多，国内外各大厂商也都有涉及。而价格方面也走下了神坛，以TCL为例，价格最低的39英寸4K智能云电视云晰 E5690已经低至4399元。既然价格不是问题，那么片源就成为很多用户所关心的。随着时间的推移，势必会有厂商推出4K蓝光碟。根据不同的优化算法和编码方式，普通DVD光盘中，就能足以容纳下一部H.265编码的4K超高清影片，从一定程度上来说，能够为用户解决片源不足的问题。

但是这个问题看似简单，其实背后还蕴藏着一些问题。我们都知道，包括电视和高清播放机在内的设备，目前可以解码H.264编码文件，但是H.265属于新生代，图像质量和计算复杂性与H.264相比，计算复杂度从提升到3倍。需要专门的软硬件来予以相应的支持，不像在电脑上一样，安装编码SDK库后，就能播放，还涉及到很多问题。此外，H.265编码还涉及到授权费问题，如果商用化就必须缴纳相应的授权费用，这笔费用会不会转嫁到消费者身上，都是值得关注的问题。

相同的问题也出现了电视节目信号方面，目前有线电视系统中，采用的还是较早的MPEG-2标准，连H.264都没有达到。究其原因，受传输网络带宽的总体局限，还有就是H.264编码也需要缴纳授权费。而新兴的H.265编码降低体积，在确保画质的同时更加有利于传输。因此看来，未来H.265编码可以说广阔天地大有作为。虽然短时间内受带宽限制的制约，不过相信有线电视网络的不断完善，终有一日，采用H.265编码的4K电视节目会加以普及。

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