都在說4K和H.265，到底什么是H.265？它能為我們帶來什么呢？

djhnd · 發(fā)表于 2015-3-16 15:38

時(shí)下安卓盒子都在宣傳支持或硬解H.265，曾經(jīng)H.264讓1080p風(fēng)暴席卷了全球，但卻再也無力引領(lǐng)4K潮流。隨著數(shù)字視頻應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，視頻應(yīng)用向以下幾個(gè)方向發(fā)展的趨勢愈加明顯： 1、高清晰度(Higher Definition)：數(shù)字視頻的應(yīng)用格式從720 P向1080 P全面升級，在一些視頻應(yīng)用領(lǐng)域甚至出現(xiàn)了4K x 2K、8K x 4K的數(shù)字視頻格式;  2、高幀率(Higher frame rate )：數(shù)字視頻幀率從30 fps向60fps、120fps甚至240fps應(yīng)用場景升級;  3、高壓縮率(Higher Compression rate )：傳輸帶寬和存儲空間一直是視頻應(yīng)用中最為關(guān)鍵的資源，因此，在有限的空間和管道中獲得最佳的視頻體驗(yàn)一直是用戶的不懈追求。在這些方面，H.264都有它極大的局限性，其引以為豪的高壓縮率在4K的龐大體積中顯得是如此無能為力，只能45度角仰望天空為的是不讓眼淚落下。牽引4K乃至8K視頻的重?fù)?dān)，就落在H.264的繼任者——H.265身上了。那么到底什么是H.265，它能為我們帶來什么呢？

H.265是ITU-T VCEG 繼H.264之后所制定的新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。H.265標(biāo)準(zhǔn)圍繞著現(xiàn)有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264，保留原來的某些技術(shù)，同時(shí)對一些相關(guān)的技術(shù)加以改進(jìn)。新技術(shù)使用先進(jìn)的技術(shù)用以改善碼流、編碼質(zhì)量、延時(shí)和算法復(fù)雜度之間的關(guān)系，達(dá)到最優(yōu)化設(shè)置。具體的研究內(nèi)容包括：提高壓縮效率、提高魯棒性和錯(cuò)誤恢復(fù)能力、減少實(shí)時(shí)的時(shí)延、減少信道獲取時(shí)間和隨機(jī)接入時(shí)延、降低復(fù)雜度等。H264由于算法優(yōu)化，可以低于1Mbps的速度實(shí)現(xiàn)標(biāo)清數(shù)字圖像傳送；H265則可以實(shí)現(xiàn)利用1~2Mbps的傳輸速度傳送720P（分辨率1280*720）普通高清音視頻傳送。


   H.265的技術(shù)優(yōu)勢凸顯

　　
　　1、更大的宏塊和變換塊。相對于H.264的4×4、8×8、16×16宏塊類型，H.265引入了32×32、64×64甚至于128×128的宏塊，目的在于減少高清數(shù)字視頻的宏塊個(gè)數(shù)，減少用于描述宏塊內(nèi)容的參數(shù)信息，同時(shí)整形變換塊大小也相應(yīng)擴(kuò)大，用于減少H.264中變換相鄰塊問的相似系數(shù)。
　　
　　2、使用新的MV（運(yùn)動矢量）預(yù)測方式。區(qū)別于H.264基于空間域的運(yùn)動矢量預(yù)測方式，H.265擴(kuò)充更加多的方向進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測，同時(shí)將預(yù)測塊的集合由原來的空間域擴(kuò)展到時(shí)間域及空時(shí)混合域，通過率失真準(zhǔn)則計(jì)算后選擇最佳的預(yù)測塊。使用該方法，在基本模式下測試，在與H.264相同質(zhì)量的情況下，得到平均為6.1%的壓縮增益，復(fù)雜圖像的壓縮增益甚至能提高到20%。
　　
　　3、更多的考慮并行化設(shè)計(jì)。當(dāng)前芯片架構(gòu)已經(jīng)從單核性能逐漸往多核并行方向發(fā)展，H.265引入了Entropyslice、WPP等并行運(yùn)算思路，使用并行度更高的編碼算法，更有利于H.265在GPU/DSP/FPGA/ASIC等并行化程度非常高的CPU中快速高效的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
　　
　　4、多核處理器以高性能、低功耗優(yōu)勢正逐步取代傳統(tǒng)的單處理器成為市場的主流。隨著應(yīng)用需求擴(kuò)大和技術(shù)進(jìn)步，多核必將展示出其更為強(qiáng)大的性能優(yōu)勢。H.265視頻編碼技術(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)就將并行實(shí)現(xiàn)考慮在內(nèi)。新添加的Tile劃分機(jī)制使得以往的slice、幀或GOP為單位的粗粒度數(shù)據(jù)并行機(jī)制更加適合于同構(gòu)多核處理器上的并行實(shí)現(xiàn)。Dependentslice和WPP機(jī)制解決了以往H.264等編碼技術(shù)中熵編碼環(huán)節(jié)無法并行實(shí)現(xiàn)的問題，使得整個(gè)編解碼過程中DCT、運(yùn)動估計(jì)、運(yùn)動補(bǔ)償、熵編碼等任務(wù)模塊的劃分更加均衡，顯著提高并行加速比。

      對于我們來說:

      在畫質(zhì)一樣的情況下，H.265標(biāo)準(zhǔn)比H.264標(biāo)準(zhǔn)省一半的帶寬。在低帶寬的情況下，H.265也可以讓你獲得纖毫畢現(xiàn)的細(xì)膩畫質(zhì)，豐富絕倫的圖像細(xì)節(jié)，流暢自然的播放效果。"帶寬減半、清晰度翻倍"如此明顯的優(yōu)勢對于視頻網(wǎng)站來說無疑是"旱苗得雨"。目前眾多視頻網(wǎng)站已經(jīng)提供了H.265視頻標(biāo)準(zhǔn)。我們不僅可以在家庭中的寬帶上傳輸和觀看網(wǎng)絡(luò)高清視頻，而且還可以在手機(jī)和平板電腦等設(shè)備中享受這些服務(wù)！

      在相同的圖象質(zhì)量下，相比于H.264，通過H.265編碼的視頻大小將減少大約39-44%。由于質(zhì)量控制的測定方法不同，這個(gè)數(shù)據(jù)也會有相應(yīng)的變化。通過主觀視覺測試得出的數(shù)據(jù)顯示，在碼率減少51-74%的情況下，H.265編碼視頻的質(zhì)量還能與H.264編碼視頻近似甚至更好。H.265會分析每一幀中是否有移動的畫面，然后把沒有變化的部分壓縮。如果靜態(tài)幀越多則壓縮率越高，由于大多數(shù)視頻90%的部分都沒有變化，這樣壓縮能保證壓縮效率增加的同時(shí)不降低畫面質(zhì)量。

   H.265標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，乃是大勢所趨！

   由于壓縮率大幅提升，H.265也對硬件提出了更苛刻的要求。H.265解碼的理論運(yùn)算量為H.264的1.7～2.0倍,之前雙核A9+單核GPU配備可以流暢播放H.264視頻的話，而到了H.265視頻只能讓你欣賞一下幻燈片----至少需要四核A9+四核GPU才有足夠的運(yùn)算馬力來應(yīng)付。

殊藜 · 發(fā)表于 2015-3-16 19:12

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