解析H.265編碼新技術(shù)

最近一段時間，H.265的曝光率越來越高，和傳統(tǒng)的H.264相比，更加吸引用戶的關(guān)注。H.264標準是2003年被通過的，這一標準成熟穩(wěn) 定，據(jù)統(tǒng)計，目前互聯(lián)網(wǎng)高清視頻資源中90%的內(nèi)容，都是由H.264視頻編碼所構(gòu)成。不過，H.264在經(jīng)歷了9年的發(fā)展期后，如今看來，雖然技術(shù)成 熟，但是由于標準確立日期較早，難免顯得后勁不足，在一些功能方面，難以適應(yīng)新時代的要求。

時代的車輪在不斷前行，技術(shù)也在日益壯大的發(fā)展。在2012年8月，愛立信公司推出了首款基于H.265的編解碼器。在2013年3月，國際電聯(lián)(ITU)就正式批準通過了HEVC/H.265標準。

H.265已經(jīng)試水商用市場

大家熟悉的迅雷看看，已經(jīng)有部分在線資源采用了H.265編碼方式，而目前僅僅限于網(wǎng)頁版，包括PPSTV，也有著相應(yīng)的H.265在線資源觀看。

而 有一些用戶，相信對H.265編碼還不太理解。在這里，我們先簡單的介紹一下H.265編碼技術(shù)的相關(guān)常識。H.265能在有限帶寬下傳輸更高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò) 視頻，也就是說只需原先H.264編碼的一半帶寬即可傳輸相同質(zhì)量的視頻。在用戶比較關(guān)心的4K方面，H.265同時支 持 4K(4096×2160) 和 8K(8192×4320) 像素的超高清視頻，對于像3840x2160這種電電視特有標準的4K視頻，更是不在 話下。由于4K視頻的數(shù)據(jù)量是高清的4-8倍。因此而言，就需要更高效率的壓縮編碼算法。根據(jù)公開資料表示，H.265的編碼效率為 H.264的兩倍。

2013年H.265無疑的最大的熱點技術(shù)

從技術(shù)層面上分析，目前H.265/HEVC的架構(gòu)大致上和 H.264/AVC相似，主要包含幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、轉(zhuǎn)換、量化、去區(qū)塊濾波器、熵編碼等模塊。不同的是，HEVC 整體被分成了編碼單位、預(yù)測單位和轉(zhuǎn)換單位這三個部分。

比 起 H.264/AVC，H.265/HEVC 可以使用多種方式降低碼率。從上面的圖片中大家就可以看出，在H.264標準下的每個宏塊 (marcoblock/MB)，其大小都是固定的16X16像素，而H.265的編碼則更加自由，大小可以在8X8和64X64之間自由選擇。

看到這里，相信大家對H.265編碼已經(jīng)有了一些了解，不過很多用戶更關(guān)心的，還是H.265究竟能帶來哪些變革呢?

■ 看圖說話 H.265編碼方式進步很明顯

盡 管說現(xiàn)在大家的網(wǎng)絡(luò)帶寬正在逐步提高，10M、20M甚至是100M光纖級速度越來越快。但是很大一部分用戶，由于各種原因，還無法享受到高速寬帶。這時 候，H.265優(yōu)勢就凸顯出來。H.265編碼器基于最新的視頻編碼技術(shù)HEVC，即High Efficient Video Coding，能夠用比 H.264少一半的碼率提供相同清晰度的視頻，可以節(jié)省大量的存儲空間和視頻傳輸?shù)膸挕?/p>

時長為2分20秒的4K超高清視頻，體積達到了2.04GB

以 4K超高清視頻為例，分辨率高達3840x2160，如果以H.264格式編碼，在確保畫質(zhì)不受損失的情況下，至少需要提供100Mbps的碼率，這樣折 算下來，每分鐘4K超高清視頻的容量就高達0.92GB。一部90分鐘的電影，容量將會高達83GB以上。普通50GB藍光盤就變得無能為力了。而如果采 用H.265方式編碼，相同碼率的情況下，影片體積將會減少一半，而畫質(zhì)方面卻沒有任何損失，甚至一張藍光碟就能容納。

而實際 上，H.265同樣也涉及到編碼器和解碼器兩個過程，通過不同的編碼器，壓縮的效果不盡相同，而更好的算法，可以很好的控制最終生成的文件體積，就像下面 將為大家介紹的，長達2分21秒的4K超高清視頻，竟然不到百兆!這段演示視頻為LG官方4K宣傳片，總長度為2分21秒，原始格式為MP4，平均碼率為 124Mbps，文件大小為1.68GB。

通過H.265編碼后，文件大小驟減

而 在采用了H.265編碼演示視頻中(下載地址http://pan.baidu.com/share/link?shareid=1036246525 amp;uk=3895737553，請勿用作商業(yè)用途)，總長度同樣為2分21秒，分辨率為3840x2160，而容量居然僅為78.2MB，相比本來 的MP4文件1.68GB的大小，差距非常明顯。照此推算，標準時長為90分鐘的電影，容量僅為3176MB，一張普通DVD光盤即可容納。

■ 畫質(zhì)對比--H.265 VS H.264

使用H.265編碼的文件，格式為*.hm10，由于涉及到版權(quán)和技術(shù)層面等問題，目前很多播放器還不能播放H.265視頻，筆者在這里使用了百度貼吧中技術(shù)高手網(wǎng)友編譯的解碼器來進行播放。

通過對比圖片，我們可以看出，在相同碼率的情況下，左側(cè)為經(jīng)過H.264編碼壓制而成的文件。右側(cè)為H.265編碼格式文件，在畫面細節(jié)表現(xiàn)方面，與原H.264編碼格式相比，清晰度還有所提升，特別是在水草細節(jié)表現(xiàn)方面，清晰度更高。

筆者認為新技術(shù)的出現(xiàn)，還是要更好的服務(wù)于用戶，如果只能停留在實驗室的中，那么也不會被公眾承認。接下來，我們就來看看在大家每天都離不開的電視中，H.265能給我們帶來多少改變。

■ H.265能否推動4K電視發(fā)展

大 家都知道，目前4K超高清電視產(chǎn)品已經(jīng)很多，國內(nèi)外各大廠商也都有涉及。而價格方面也走下了神壇，以TCL為例，價格最低的39英寸4K智能云電視云晰 E5690已經(jīng)低至4399元。既然價格不是問題，那么片源就成為很多用戶所關(guān)心的。隨著時間的推移，勢必會有廠商推出4K藍光碟。根據(jù)不同的優(yōu)化算法和 編碼方式，普通DVD光盤中，就能足以容納下一部H.265編碼的4K超高清影片，從一定程度上來說，能夠為用戶解決片源不足的問題。

H.265編碼可以更好的支持4K技術(shù)

但 是這個問題看似簡單，其實背后還蘊藏著一些問題。我們都知道，包括電視和高清播放機在內(nèi)的設(shè)備，目前可以解碼H.264編碼文件，但是H.265屬于新生 代，圖像質(zhì)量和計算復(fù)雜性與H.264相比，計算復(fù)雜度從提升到3倍。需要專門的軟硬件來予以相應(yīng)的支持，不像在電腦上一樣，安裝編碼SDK庫后，就能播 放，還涉及到很多問題。此外，H.265編碼還涉及到授權(quán)費問題，如果商用化就必須繳納相應(yīng)的授權(quán)費用，這筆費用會不會轉(zhuǎn)嫁到消費者身上，都是值得關(guān)注的 問題。

目前韓國已經(jīng)開始傳輸4K電視信號

相 同的問題也出現(xiàn)了電視節(jié)目信號方面，目前有線電視系統(tǒng)中，采用的還是較早的MPEG-2標準，連H.264都沒有達到。究其原因，受傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬的總體局 限，還有就是H.264編碼也需要繳納授權(quán)費。而新興的H.265編碼降低體積，在確保畫質(zhì)的同時更加有利于傳輸。因此看來，未來H.265編碼可以說廣 闊天地大有作為。雖然短時間內(nèi)受帶寬限制的制約，不過相信有線電視網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，終有一日，采用H.265編碼的4K電視節(jié)目會加以普及。