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H.265具体好在哪里?

2017年05月27日 监控百科 ⁄ 共 3320字 ⁄ 字号 暂无评论 ⁄ 阅读 870 次

在视频厂商钟情H.265的背后,离不开广大芯片和设备厂商对H.265技术的支持。比如,乐视和LG推出的4K电视;高通、联发科和瑞芯微等都有支持H.265的芯片方案,而且,联发科还跨越电视、平板和智能手机等多个领域,实现对H.265的支持,这种跨越多屏支持的技术,无疑走在了H.265视频影像革命的最前端。H.265为什么会成为视频产业链上众厂商追捧的对象呢?这一切还要从H.265标准本身谈起。

 

H.265是什么?

H.265又称HEVC(High Efficieny Video Coding),是国际标准化组织和国际电联组织在2013年3月正式批准通过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。

H.265能在有限带宽下传输更高质量的网络视频,也就是说只需原先H.264编码的一半带宽即可传输相同质量的视频。目前在用户关心的4K方面,H.265同时支持4K(4096x2160)和8K(8192x4320)像素的超高清视频。由于4K视频的数据量是高清的4~8倍,因此需要更高效率的压缩编码算法,根据公开资料表示,H.265的编码效率是H.264的两倍。

从技术层面上分析,目前H.265的架构大致上与H.264相似,主要包含帧内预测、帧间预测、转换、量化、去区块滤波器、熵编码等模块。不同的是H.265整体被分成了编码单位、预测单位和转换单位三个部分。

 

比起H.264,H.265可以使用多种方式降低码率。从上图可以看出,在H.264标准下的每个宏块(marcoblock/MB),其大小都是固定的16x16像素,而H.265的编码更加自由,大小可以在8x8和64x64之间自由选择。一般来说宏块尺寸越大,压缩效率就会越好。

H.265到底好在哪儿?

目前网络带宽的速度正在逐步提高,10M、20M甚至100M的光纤级速度越来越快,但是仍有很大一部分用户,由于各种原因无法享受到高速带宽带来的飞速体验。在这个时候,H.265的优势就凸显出来。

Avatar预告短片高清视频为例,影片总长度是3分31秒,采用H.264编码的MP4格式,平均码率2,116 Kbps,其文件的大小是55.7MB,而经过H.265编码压缩后,平均码率降低一半至1,142 Kbps,输出视频的大小仅有30.1MB,将近于原视频的一半。

Avatar H.265编码 Bit rate : 1,142 Kbps

被如此压缩的视频,画质会发生怎样的变化呢?对比Avatar的两张视频截图可见,经过H.265编码的视频质量并没有变差。如果在相同码率的情况下,经过H.265编码压制后的文件,清晰度会发生怎样的变化呢?由下图可见,图片的质量同样没有下降,反而有所提升,尤其在画面中水草的细节表现清晰度更高。这是因为H.265引入了一个Deblocking Filter功能,Deblocking Filter在运行时会侦测临近区宏块的数据,重新建立宏块间的数据依赖性,将边缘区域平滑化,提高整体图像的质量。

从电视、平板到智能手机,联发科实现H.265技术全线布局

笔者认为,在H.265布局方面,联发科是少数能做到跨越电视、平板和智能手机等多个领域的芯片方案厂商。比如,联发科的四核平板SoC MT8127是首款支持H.265硬件解码的平板方案,不仅能流畅支持H.265视频的播放,而且采用硬件解码的方式,功耗更低。

MT8127具有多项领先规格,采用28nm low power工艺,拥有更低的功耗,保证整机续航时间。MT8127还具有高集成度优势,降低功耗的同时节省了PCB板资源,可大幅缩减开发成本。此外,联发科还充分发挥其在多媒体领域的优势,把数字电视等级的MiraVision显示技术应用到平板方案中,与H.265相得益彰,大幅提升用户观看视频的体验。正是凭借着这些实力,随着通话平板需求的不断提升,联发科在 2014年Q1大陆平板AP市场份额首度超越全志,紧贴瑞芯微。

在智能手机领域,据传联发科首款支持4G制式的真8核SoC MT6595在全球范围内首次做到H.265硬件编解码,支持4K视频的播放和录制,据了解,业内还没有第二家厂商可以做到这点,联发科在H.265方面的实力可见一斑。相信随着MT6595终端机型的上市,势必将掀起H.265视频的新波澜。

H.265时代正向你走来

超高清4K产业“核爆”,前景十分乐观。搜狐视频H.265高清大片专区的推出,首先突破了互联网市场,开始解决4K片源问题,乐视TV同时打造4K电视剧的播出平台,即将保证每日4K内容的更新,构建强大的资源生态链。在传输、体积、画质优势明显的H.265,使得电视、盒子、平板电脑和智能手机领域的厂商,都在紧锣密鼓地推出更多支持H.265的终端设备,从视频网站、终端产品到芯片厂商,整个产业链都将全面转向H.265,H.265时代正向你走来!

H.265为何优于H.264     比起H.264/AVC,H.265/HEVC提供了更多不同的工具来降低码率,以编码单位来说,H.264中每个宏块(marcoblock,MB)大小都是固定的16x16像素,而H.265的编码单位可以选择从最小的8x8到最大的64x64。信息量不多的区域(颜色变化不明显,比如车体的红色部分和地面的灰色部分)划分的宏块较大,编码后的码字较少,而细节多的地方(轮胎)划分的宏块就相应的小和多一些,编码后的码字较多,这样就相当于对图像进行了有重点的编码,从而降低了整体的码率,编码效率就相应提高了。同时,H.265的帧内预测模式支持33种方向(H.264只支持8种),并且提供了更好的运动补偿处理和矢量预测方法。     反复的质量比较测试已经表明,在相同的图象质量下,相比于H.264,通过H.265编码的视频码流大小比H.264减少大约39-44%。由于质量控制的测定方法不同,这个数据也会有相应的变化。通过主观视觉测试得出的数据显示,在码率减少51-74%的情况下,H.265编码视频的质量还能与H.264编码视频近似甚至更好,其本质上说是比预期的信噪比(PSNR)要好。这些主观视觉测试的评判标准覆盖了许多学科,包括心理学和人眼视觉特性等,视频样本非常广泛,虽然它们不能作为最终结论,但这也是非常鼓舞人心的结果。     目前的HEVC标准共有三种模式:Main、Main 10和Main Still Picture。Main模式支持8bit色深(即红绿蓝三色各有256个色度,共1670万色),Main 10模式支持10bit色深,将会用于超高清电视(UHDTV)上。前两者都将色度采样格式限制为4:2:0。预期将在2014年对标准有所扩展,将会支持4:2:2和4:4:4采样格式(即提供了更高的色彩还原度)和多视图编码(例如3D立体视频编码)。     事实上,H.265和H.264标准在各种功能上有一些重叠。例如,H.264标准中的Hi10P部分就支持10bit色深的视频。另一个,H.264的部分(Hi444PP)还可以支持4:4:4色度抽样和14比特色深。在这种情况下,H.265和H.264的区别就体现在前者可以使用更少的带宽来提供同样的功能,其代价就是设备计算能力:H.265编码的视频需要更多的计算能力来解码。目前已经有支持H.265解码的芯片发布了——美国博通公司(Broadcom)在今年1月初的CES大展上发布了一款Brahma BCM7445芯片,它是一个采用28纳米工艺的四核处理器,可以同时转码四个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标准的诞生是在有限带宽下传输更高质量的网络视频。对于大多数专业人士来说,H.265编码标准并不陌生,其是ITU-TVCEG继H.264之后所制定的视频编码标准。H.265标准主要是围绕着现有的视频编码标准H.264,在保留了原有的某些技术外,增加了能够改善码流、编码质量、延时及算法复杂度之间的关系等相关的技术。H.265研究的主要内容包括,提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度。

 

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