| 笔者下载高清电影的时候，如果看到编码格式采用H.264，相对来说就会觉得比较放心，因为采用这种编码格式的画面质量不错。然而这类电影文件体积非常
大，以我国目前的网络状况，下载一部收藏级的高清电影实在需要无比的耐心。也许有人认为去视频网站看高清不就行了，但在挑剔的影迷眼里，在线视频远远达不
到高清的标准。不过这种情况也许会有所改变了，因为旨在有限带宽下传输更高质量视频的H.265标准，现已加入视频编码之中。 H.265又称为HEVC（High Efficieny Video Coding），是国际标准化组织和国际电联组织联合制定的新一代视频压缩标准，主要面向高清数字电视以及视频编解码系统的应用。去年8月，爱立信公司推 出了首款H.265编码解码器，6个月后国际电联（ITU）就正式批准通过了该标准。H.265的目标是编码效率比H.264提高50%，即在同等图像质 量条件下，目标码率下降到H.264的50%，带宽也只需原来的一半。这就意味着我们的移动设备将能够直接在线播放全高清（1080p）视频。而 H.265标准也同时支持从SQICF（128×96）到8K超高清（8192×4320）不同的视频应用。 在了解H.265的优点之前，我们不妨先回顾一下H.264。 关于H.264 H.264是由ITU-T视频编码专家组（VCEG）和ISO／IEC动态图像专家组（MPEG）联合组成的联合视频组（JVT，Joint Video Team）提出的高度压缩数字视频编解码器标准。H.264是蓝光的编解码标准之一，所有的蓝光播放器都必须能解码H.264。它也被广泛使用于各种高精 度视频的录制、压缩和发布。更重要的是，苹果公司当初抛弃了Adobe的VP6编码，选择了H.264，让这个标准随着无数的iPad和iPhone走入 了千家万户，最终成为了高清时代视频编码领域的绝对霸主。 H.264在逻辑上可以分为两层：视频编码层（VCL：Video Coding Layer）负责高效的视频内容表示，网络抽象层（NAL：Network Abstraction Layer）负责以网络所要求的恰当的方式对数据进行打包和传送。 VCL层数据即编码处理的输出，它表示被压缩编码后的视频数据序列。H.264采用DCT变换编码加D PCM差分编码的混合编码结构，还增加了如多模式运动估计、帧内预测、多帧预测、基于内容的变长编码、4×4二维整数变换等新的编码方式，提高了编码效 率。NAL则负责使用下层网络的分段格式来封装或映射数据，包括组帧、逻辑信道的信令、定时信息的利用或序列结束信号等。NAL支持视频在电路交换信道上 的传输格式，支持视频在Internet上利用RTP/UDP/IP传输的格式。H.264包含了用于差错消除的工具，便于压缩视频在容易误码、丢包的环 境中传输，提高了容错性能。 总结起来，H.264较过去的压缩标准，具有以下特点： 更高的编码效率：在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG- 4的1.5～2倍。一部120分钟的全高清电影可以压缩到20G B左右，同时画面质量优于MPEG-2格式。相对而言更利于传播和存储。 更好的网络适应能力：H.264可以工作在实时通信应用（如视频会议）低延时模式下，也可以工作在没有延时的视频存储或视频流服务器中，并且很好地解决了网络传输丢包的问题。 当然，H.264的性能改进是以增加编解码计算的复杂性为代价而获得的，因此一些“老爷机”播放MPEG-2高清视频可能无压力，但播放H.264的视频就会相当吃力。不过现在即便是平板电脑都已经支持H.264硬解码了。 H.264的局限性 每个高清爱好者都和H.264有过一段美好的过去，但是H.264终究不能永远陪你看风景。因为现在的数字视频正在朝着以下“变态”方向发展： 1、更高的清晰度：720p已经过时，1080p也显出老态，4K、8K的视频正在向我们走来； 2、更高的帧率：连影院都不满足24fps的帧率，彼得·杰克逊拍摄《霍比特人》就采用了48fps帧率。而数字视频更是朝着60fps、120fps甚至240fps的应用场景升级； 3、更高的压缩率：清晰的画面和有限的带宽及存储空间之间永远是矛盾的。因此，在有限的带宽和存储空间下获得最佳视频效果，是高清领域所有相关人员的不懈追求。 面对这3个“变态”条件，如果我们一直执H.264之手不放，就会出现一些问题： 数的爆发式增长，会导致用于编码宏块的预测模式、运动矢量、参考帧索引和量化级等宏块级参数信息所占用的码字过多，导致用于编码残差部分的码字减少。 2、由于分辨率提高，单个宏块所表示的图像内容的信息大大减少，导致相邻的4×4或8×8块进行整数变换后，低频系数的相似程度大大提高，继而出现大量的冗余。 3、由于分辨率提高，表示同一个运动的运动矢量的幅值将大幅增加，H.264中用来对运动矢量进行预测以及编码的方法压缩率将逐渐降低。 4、H.264的一些关键算法例如采用CAVLC和CABAC两种基于上下文的熵编码、去块滤波等都要求串行编码，并行度比较低。而现在的GPU、DSP、FPGA、ASIC等并行化程度都非常高。H.264的这种串行化特征越来越成为制约运算性能的瓶颈。 H.265，就是为了解决这些问题而来的。 |
