解析H.265編碼新技術(shù)

最近一段時(shí)間，H.265的曝光率越來(lái)越高，和傳統(tǒng)的H.264相比，更加吸引用戶(hù)的關(guān)注。H.264標(biāo)準(zhǔn)是2003年被通過(guò)的，這一標(biāo)準(zhǔn)成熟穩(wěn) 定，據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(guò)，H.264在經(jīng)歷了9年的發(fā)展期后，如今看來(lái)，雖然技術(shù)成 熟，但是由于標(biāo)準(zhǔn)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(shí)代的要求。

時(shí)代的車(chē)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(ài)立信公司推出了首款基于H.265的編解碼器。在2013年3月，國(guó)際電聯(lián)(ITU)就正式批準(zhǔn)通過(guò)了HEVC/H.265標(biāo)準(zhǔn)。

H.265已經(jīng)試水商用市場(chǎng)

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

而 有一些用戶(hù)，相信對(duì)H.265編碼還不太理解。在這里，我們先簡(jiǎn)單的介紹一下H.265編碼技術(shù)的相關(guān)常識(shí)。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(shuō)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(hù)比較關(guān)心的4K方面，H.265同時(shí)支 持 4K(4096×2160) 和 8K(8192×4320) 像素的超高清視頻，對(duì)于像3840x2160這種電電視特有標(biāo)準(zhǔn)的4K視頻，更是不在 話(huà)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(kāi)資料表示，H.265的編碼效率為 H.264的兩倍。

2013年H.265無(wú)疑的最大的熱點(diǎn)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(cè)、幀間預(yù)測(cè)、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(cè)單位和轉(zhuǎn)換單位這三個(gè)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(biāo)準(zhǔn)下的每個(gè)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(duì)H.265編碼已經(jīng)有了一些了解，不過(guò)很多用戶(hù)更關(guān)心的，還是H.265究竟能帶來(lái)哪些變革呢?

■ 看圖說(shuō)話(huà) H.265編碼方式進(jìn)步很明顯

盡 管說(shuō)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(jí)速度越來(lái)越快。但是很大一部分用戶(hù)，由于各種原因，還無(wú)法享受到高速寬帶。這時(shí) 候，H.265優(yōu)勢(shì)就凸顯出來(lái)。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(chǔ)空間和視頻傳輸?shù)膸挕?/p>

時(shí)長(zhǎng)為2分20秒的4K超高清視頻，體積達(dá)到了2.04GB

以 4K超高清視頻為例，分辨率高達(dá)3840x2160，如果以H.264格式編碼，在確保畫(huà)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(lái)，每分鐘4K超高清視頻的容量就高達(dá)0.92GB。一部90分鐘的電影，容量將會(huì)高達(dá)83GB以上。普通50GB藍(lán)光盤(pán)就變得無(wú)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(huì)減少一半，而畫(huà)質(zhì)方面卻沒(méi)有任何損失，甚至一張藍(lán)光碟就能容納。

而實(shí)際 上，H.265同樣也涉及到編碼器和解碼器兩個(gè)過(guò)程，通過(guò)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(zhǎng)達(dá)2分21秒的4K超高清視頻，竟然不到百兆!這段演示視頻為L(zhǎng)G官方4K宣傳片，總長(zhǎng)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(guò)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(qǐng)勿用作商業(yè)用途)，總長(zhǎng)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(lái) 的MP4文件1.68GB的大小，差距非常明顯。照此推算，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)長(zhǎng)為90分鐘的電影，容量?jī)H為3176MB，一張普通DVD光盤(pán)即可容納。

■ 畫(huà)質(zhì)對(duì)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(wèn)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(lái)進(jìn)行播放。

通過(guò)對(duì)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(guò)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(huà)面細(xì)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(xì)節(jié)表現(xiàn)方面，清晰度更高。

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

■ H.265能否推動(dòng)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(guó)內(nèi)外各大廠(chǎng)商也都有涉及。而價(jià)格方面也走下了神壇，以TCL為例，價(jià)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(jià)格不是問(wèn)題，那么片源就成為很多用戶(hù)所關(guān)心的。隨著時(shí)間的推移，勢(shì)必會(huì)有廠(chǎng)商推出4K藍(lán)光碟。根據(jù)不同的優(yōu)化算法和 編碼方式，普通DVD光盤(pán)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(lái)說(shuō)，能夠?yàn)橛脩?hù)解決片源不足的問(wèn)題。

H.265編碼可以更好的支持4K技術(shù)

但 是這個(gè)問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，其實(shí)背后還蘊(yùn)藏著一些問(wèn)題。我們都知道，包括電視和高清播放機(jī)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(jì)算復(fù)雜性與H.264相比，計(jì)算復(fù)雜度從提升到3倍。需要專(zhuān)門(mén)的軟硬件來(lái)予以相應(yīng)的支持，不像在電腦上一樣，安裝編碼SDK庫(kù)后，就能播 放，還涉及到很多問(wèn)題。此外，H.265編碼還涉及到授權(quán)費(fèi)問(wèn)題，如果商用化就必須繳納相應(yīng)的授權(quán)費(fèi)用，這筆費(fèi)用會(huì)不會(huì)轉(zhuǎn)嫁到消費(fèi)者身上，都是值得關(guān)注的 問(wèn)題。

目前韓國(guó)已經(jīng)開(kāi)始傳輸4K電視信號(hào)

相 同的問(wèn)題也出現(xiàn)了電視節(jié)目信號(hào)方面，目前有線(xiàn)電視系統(tǒng)中，采用的還是較早的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，連H.264都沒(méi)有達(dá)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(fèi)。而新興的H.265編碼降低體積，在確保畫(huà)質(zhì)的同時(shí)更加有利于傳輸。因此看來(lái)，未來(lái)H.265編碼可以說(shuō)廣 闊天地大有作為。雖然短時(shí)間內(nèi)受帶寬限制的制約，不過(guò)相信有線(xiàn)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(huì)加以普及。