上一年八月,爱立信公司推出了首款H.265编解码器,而在只是六个月之后,国际电联(ITU)就正式同意经过了HEVC/H.265规范,规范全称为高效视频编码(High Efficiency Video Coding),相较于现在的H.264规范有了适当大的改善。H.265旨在在有限带宽下传输更高质量的网络视频,仅需原先的一半带宽,即可播映相同质量的视频。这也意味着咱们的移动设备(手机、平板电脑)将能够直接在线播映全高清(1080P)视频。而H.265规范也一起支撑4K(4096×2160)和8K(8192×4320)超高清视频,能够说,H.265规范让网络视频跟上了显现屏“高分辨率化”的脚步,或许在几个月内,你就能看到支撑H.265解码的设备上市了(如智能手机、显卡等)。H.264统治了曩昔的五年,而未来的五年乃至十年,H.265很或许将会成为干流。
为什么H.265优于H.264
在评论H.265有哪些提高和长处之前,咱们无妨先来了解一下H.264。
H.264,也称作MPEG-4 AVC(Advanced Video Codec,高档视频编码),是一种视频紧缩规范,一起也是一种被广泛运用的高精度视频的录制、紧缩和发布格局。H.264因其是蓝光光盘的一种编解码规范而闻名,一切蓝光播映器都必须能解码H.264。更重要的是,由于苹果公司最初当机立断扔掉了Adobe的VP6编码,挑选了H.264,这个规范也就跟着数亿台iPad和iPhone走入了千家万户,成为了现在视频编码范畴的必定霸主,占有超越80%的比例。H.264也被广泛用于网络流媒体数据、各种高清晰度电视陆地播送以及卫星电视播送等范畴。
?H.264相较于曾经的编码规范有着一些新特性,如多参阅帧的运动补偿、变块尺度运动补偿、帧内猜测编码等,经过运用这些新特性,H.264比其他编码规范有着更高的视频质量和更低的码率,也因而受到了人们的认可。
H.265/HEVC的编码架构大致上和H.264/AVC的架构类似,首要也包含:帧内猜测(intra prediction)、帧间猜测(inter prediction)、转化 (transform)、量化 (quantization)、去区块滤波器(deblocking filter)、熵编码(entropy coding)等模块。但在HEVC编码架构中,全体被分为了三个基本单位,分別是:编码单位(coding unit,CU)、猜测单位(predict unit,PU) 和转化单位(transform unit,TU )。
比起H.264/AVC,H.265/HEVC供给了更多不同的东西来下降码率,以编码单位来说,H.264中每个宏块(marcoblock,MB)巨细都是固定的16×16像素,而H.265的编码单位能够挑选从最小的8×8到最大的64×64。以下图为例,信息量不多的区域(颜色改变不明显,比方车体的赤色部分和地上的灰色部分)区分的宏块较大,编码后的码字较少,而细节多的当地(轮胎)区分的宏块就相应的小和多一些,编码后的码字较多,这样就适当于对图画进行了有要点的编码,然后下降了全体的码率,编码功率就相应提高了。一起,H.265的帧内猜测形式支撑33种方向(H.264只支撑8种),而且供给了更好的运动补偿处理和矢量猜测方法。
重复的质量比较测验现已标明,在相同的图象质量下,比较于H.264,经过H.265编码的视频巨细将削减大约39-44%。由于质量操控的测定方法不同,这个数据也会有相应的改变。经过片面视觉测验得出的数据显现,在码率削减51-74%的情况下,H.265编码视频的质量还能与H.264编码视频近似乃至更好,其本质上说是比预期的信噪比(PSNR)要好。这些片面视觉测验的评判规范覆盖了许多学科,包含心理学和人眼视觉特性等,视频样本十分广泛,尽管它们不能作为终究定论,但这也是十分鼓舞人心的成果。
H.264与H.265编码视频的片面视觉测验比照,咱们能够看到后者的码率比前者大大削减了
现在的HEVC规范共有三种形式:Main,Main 10和Main Still Picture。Main形式支撑8bit色深(即红绿蓝三色各有256个色度,共1670万色),Main 10形式支撑10bit色深,将会用于超高清电视(UHDTV)上。前两者都将色度采样格局限制为4:2:0。预期将在2014年对规范有所扩展,将会支撑4:2:2和4:4:4采样格局(即供给了更高的颜色复原度),和多视图编码(例如3D立体视频编码)。
事实上,H.265和H.264规范在各种功用上有一些堆叠。例如,H.264规范中的Hi10P部分就支撑10bit色深的视频。另一个H.264的部分(Hi444PP)还能够支撑4:4:4色度抽样和14比特征深。在这种情况下,H.265和H.264的差异就体现在前者能够运用更少的带宽来供给相同的功用,其价值便是设备核算才干:H.265编码的视频需求更多的核算才干来解码。现在现已有支撑H.265解码的芯片发布了——美国博通公司(Broadcom)在本年1月初的CES大展上发布了一款Brahma BCM7445芯片,它是一个选用28纳米工艺的四核处理器,能够一起转码四个1080P视频数据流,或解析分辨率为4096×2160的H.265编码超高清视频。
H.265的未来
关于一般顾客来说,更关怀的必定是还要多久才干买到支撑H.265/HEVC解码的设备。这就要取决于许多要素了。AMD和Nvidia等显卡巨子或许会在适当短的时间内整合H.265,尽管H.265还有许多新功用没有添加。第一代芯片或许只适用于刚定案的规范,待将来扩展完结后,还会做出支撑H.265多视图解码的版别。
由于不同的公司关于H.264视频的解码才干不同,就设备级的兼容性而言,咱们或许会看到一些“忽悠人”的信息。比方,那些CPU满足强壮,能够强行经过核算才干完结H.265视频解码的智能手机或平板电脑就能被宣扬成“支撑H.265视频解码”,而这样的“支撑”则会使它们在处理视频时耗电急剧添加。必定会呈现一些无良公司,大肆宣扬H.265如此,将这个新的视频规范作为是一个差异设备等级的噱头,这样就能够把没有真实支撑H.265解码的视频卖给不明真相的顾客。而实际上,这些内容又会是由各大媒体和广告公司担任制作,所以其间内情就愈加杂乱了。
现在,有线电视和数字电视播送首要选用仍旧是MPEG-2规范。好消息是,H.265规范的出台终究能够压服播送电视公司抛弃垂垂老矣的MPEG-2,由于相同的内容,H.265能够削减70-80%的带宽耗费。这就能够在现有带宽条件下轻松支撑全高清1080P播送。可是另一方面,电视播送公司又很少有想要立异的理由,由于大多数有线电视公司在他们的方针商场中面对的竞赛实在是有限。出于节约带宽的意图,反而是卫星电视公司或许将会首先选用H.265规范。
从久远视点看,H.265规范将会成为超高清电视(UHDTV)的4K和8K分辨率的挑选。但这也会带来其它问题。现在,还很少有原生4K分辨率的视频内容。H.265规范的完结意味着内容具有者现在现已有了一个对应的理论规范,可是他们现在还没有一个一致的方法来传送内容。索尼正在方案一个4K电影数字传送服务,供那些购买索尼4K电视的顾客运用,而且还在本年推出了名为“Mastered in 4K”的高清蓝光DVD播映器。这些1080p的影片是从4K数字母版转化而来,而且将来有望推出质量更好的“近4K体会”。
标清(SD),高清(HD)和8K分辨率超高清(UHD)视频巨细比照图
蓝光光盘协会(The Blu-ray Disc Association)正在研讨在蓝光光盘规范中支撑4K分辨率视频的方法,可是这可没那么简略。理论上H.264在扩展后就能够具有这个功用,可是到那时码率问题又会浮出水面。一个H.264编码的4K蓝光电影需求的存储空间远大于相同内容的H.265版别,其巨细可高达100G以上,而现有的播映器也不支撑100-128GB的高容量可刻录可擦写光盘( BDXL)。
到现在为止,依然没有一个妥善处理方案,能够将4K分辨率视频参加已有的蓝光规范中而且不损坏其兼容性。尽管更新到H.265规范并不需求对光盘制作工艺进行改善,但却需求制作全新的播映器才干将新的蓝光光盘播映出来,尽管现在的有些播映器能够播映高密度光盘,但那也需求进行设备查看晋级才行。
另一个大问题便是游戏主机对H.265规范的支撑。索尼的PS2和PS3主机推动了DVD和蓝光规范的开展。而行将发布的PS4理论上很或许将支撑4K分辨率的内容,但4K分辨率的视频该怎样传送,经过哪些规范进行支撑?这依然还在评论中。
现在看来,关于H.265/HEVC规范,咱们仍需持慎重达观情绪。但有一点是必定的:H.265规范在平等的内容质量上会明显削减带宽耗费,有了H.265,高清1080P电视播送和4K视频的网络播映将不在困难,但条件是索尼或许其它媒体巨子能想出方法来传送这些内容。一起,假如移动设备要选用H.265规范,那么其在解码视频时对电量的高耗费也是各大厂商需求处理的问题