在線視頻網(wǎng)站普遍提供有高清畫質(zhì)的視頻，但是受制于網(wǎng)絡(luò)帶寬，這些高清甚至是超清的視頻與真正高清視頻相比，畫質(zhì)上還有著非常明顯的差距。h.265壓縮標(biāo)準(zhǔn)的推出，正是為了解決網(wǎng)絡(luò)帶寬與視頻質(zhì)量之間的矛盾。在h.265標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用上，在線視頻網(wǎng)站是 為積極的，國內(nèi)兩個(gè)在線視頻網(wǎng)站——迅雷和pps都已經(jīng)開始支持h.265標(biāo)準(zhǔn)，特別是pps客戶端已經(jīng)加入了有50多部影片的臻高清h.265專區(qū)。這種全新的h.265視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)有什么新特性，對未來在線視頻的影響，這將是今天我們本期將要探討的話題。

h.265標(biāo)準(zhǔn)好在哪里：動(dòng)態(tài)調(diào)整宏大小降低碼率

    在過去五年中，憑借更高視頻質(zhì)量和更低的碼率，h.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)成為編碼領(lǐng)域當(dāng)之無愧的主流標(biāo)準(zhǔn)，占有超過80%的市場份額，被廣泛地應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)視頻、電視以及衛(wèi)星電視等領(lǐng)域。但是面對用戶對在線視頻畫質(zhì)要求的不斷提升，再加上4k時(shí)代的到來，在線視頻問價(jià)的體積不斷變大，在網(wǎng)絡(luò)帶寬有限的情況下，這就需要消耗更多的帶寬，因此h.264標(biāo)準(zhǔn)就顯得有些力不從心了。

    h.265也稱為 “hevc(high-efficiency video coding)”標(biāo)準(zhǔn)，這是iso/iec和itu-t聯(lián)合制定的 新視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，主要針對超高畫質(zhì)電視及視頻編碼系統(tǒng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。。

    h.265標(biāo)準(zhǔn)圍繞著現(xiàn)有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)h.264，保留原來的某些技術(shù)，同時(shí)對一些相關(guān)的技術(shù)加以改進(jìn)。在編碼架構(gòu)上，h.265編碼單元、預(yù)測單元和變換單元三部分組成。編碼單元類似于h.264中的宏塊的概念；預(yù)測單元是進(jìn)行預(yù)測的基本單元，變換單元是進(jìn)行變換和量化的基本單元。這三個(gè)單元的分離，使得變換、預(yù)測和編碼各個(gè)處理環(huán)節(jié)更加靈活，也有利于各環(huán)節(jié)的劃分更加符合視頻圖像的紋理特征，有利于各個(gè)單元更優(yōu)化的完成各自的功能。

    以編碼單元為例，h.264標(biāo)準(zhǔn)中每個(gè)宏塊的大小固定為16×16像素，而h.265的編碼單元可以從8×8像素到64×64像素來靈活選擇。信息量較少的區(qū)域，編碼單元會變大，編碼后的字節(jié)占用量較小；而細(xì)節(jié)較多的區(qū)域，編碼單元就小了很多，編碼后的直接占用量相對較大。這實(shí)際上就是對圖像進(jìn)行有重點(diǎn)的編碼，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整宏塊大小，從而降低整體的碼率（字節(jié)容量），提升編碼的效率。此外，h.265標(biāo)準(zhǔn)還有一系列的改進(jìn)，例如幀內(nèi)預(yù)測模式支持33種方向（h.264只支持8種），并且提供了更好的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理和矢量預(yù)測方法。

左圖是傳統(tǒng)的h.264標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)宏塊大小都是固定的；右圖是h.265標(biāo)準(zhǔn)，編碼單元大小是根據(jù)區(qū)域信息量來決定的

在同樣畫質(zhì)之下，h.265標(biāo)準(zhǔn)壓縮的視頻（右）碼率，碼率僅為1927kbps，而h.264標(biāo)準(zhǔn)壓縮的視頻碼率達(dá)到了4112kbps，差別很大

碼率下降的趨勢圖

    正是有了這一系列的優(yōu)化，通過反復(fù)進(jìn)行的畫質(zhì)對比測試已經(jīng)表明，同樣的圖像質(zhì)量下，運(yùn)用h.265標(biāo)準(zhǔn)編碼的視頻比h.264標(biāo)準(zhǔn)編碼的視頻文件字節(jié)占用減少了39%～44%，這對于網(wǎng)絡(luò)視頻絕對是一個(gè)利好消息，現(xiàn)有畫質(zhì)視頻所占帶寬將大大減少，未來在網(wǎng)絡(luò)上觀看真正1080p甚至是4k視頻都成為了可能。

對硬件解碼性能又是一次考驗(yàn)

    h.265標(biāo)準(zhǔn)雖然有效降低了碼率，但對于硬件解碼能力卻提出了更高的要求。當(dāng)年h.264初出茅廬之時(shí)，壓縮效率比mepg-2提升1倍卻將硬件性能需求提高了至少3倍，那時(shí)主流的pentium d和athlon x2處理器表示壓力很大，如今h.265又將促使處理器/顯卡解碼能力進(jìn)行提升。現(xiàn)在h.265的壓縮效率再提升1倍，解碼運(yùn)算量飆升到400~500gops。這對于現(xiàn)有的處理器來說，依然是壓力很大。盡管顯卡能對硬件視頻提供幫助，但遺憾的是目前顯卡廠商尚未提供廣泛的h.265硬解支持。因此，很有可能出現(xiàn)高清視頻體積小了，但無法流暢播放的狀況。無論是pc，還是平板電腦、智能手機(jī)，大幅提升硬件的解碼能力是當(dāng)務(wù)之急。

要推廣先解決專利問題

    h.265標(biāo)準(zhǔn)可以向下兼容的優(yōu)勢，使得不少原來生產(chǎn)h.264標(biāo)準(zhǔn)的廠商，正在迅速布局h.265支持進(jìn)程。愛立信公司在去年8月推出首款h.265編譯碼器，而在今年初的ces上，博通公司也發(fā)布第一個(gè)支持h.265視頻編碼技術(shù)的uhdtv家庭網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)芯片bcm7445，將促成超高清(4000×2000的分辨率)電視進(jìn)入家庭。此外，高通不僅與40多家公司共同投h.265編譯碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，并已開發(fā)出支持h.265的圖像處理芯片，預(yù)計(jì)自今年應(yīng)用于影音播放器與移動(dòng)設(shè)備上。有了廠商和在線視頻網(wǎng)站的大力支持，h.265標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用將大大提速，專業(yè)人士預(yù)測，大約在2014年~2015年，h.265標(biāo)準(zhǔn)就可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

    不過，和h264標(biāo)準(zhǔn)一樣，h.265使用也會受到專利的限制。目前，廠商申請的h.265技術(shù)專利可能高達(dá)500項(xiàng)之多。但截至目前，誰擁有哪些專利，數(shù)量有多少，廠商們預(yù)計(jì)要交的授權(quán)費(fèi)用是多少，這些都尚未明朗。雖然mpeg la組織正在推動(dòng)建立 h.265 專利池，但仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如，就新標(biāo)準(zhǔn)本身而言，許多握有相關(guān)專利的廠商并未參與之前的專利池，包括聯(lián)發(fā)科、高通和三星等，他們都不想加入該組織，而是傾向于自行收取授權(quán)費(fèi)。未來h.265專利權(quán)人是否能在授權(quán)費(fèi)用上達(dá)成共識仍是個(gè)問題？

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h.265的天敵：谷歌壓縮標(biāo)準(zhǔn)

    這里不得不提一下h.265的敵人，這個(gè)敵人就是互聯(lián)網(wǎng)大佬谷歌，它自己搞了一套免費(fèi)的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。在2010年初，谷歌收購on2公司后，發(fā)展出一套名為“vp8”的標(biāo)準(zhǔn)，主要針對的就是在線視頻這一領(lǐng)域。我們都知道，html 5是近十年來web開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)重大的飛躍。在html 5平臺上，視頻、音頻、圖片、動(dòng)畫以及同電腦的交互都被標(biāo)準(zhǔn)化，使得瀏覽器能夠以一種易于使用的方式處理音頻及視頻文件。但html 5標(biāo)準(zhǔn)確立 大的爭議就是有關(guān)視頻元素所支持的編解碼器的問題。比如mozilla堅(jiān)持將開放的ogg標(biāo)準(zhǔn)加入進(jìn)來，蘋果則爭搶著把mp4標(biāo)準(zhǔn)加入，而谷歌推行的就是vp8。谷歌聲稱它能夠在相同碼率下提供比當(dāng)今流行的h.264更好的畫質(zhì)，或是在相同畫質(zhì)下使用更少的帶寬。

    2013年，谷歌又拿出了更厲害的武器——vp9壓縮標(biāo)準(zhǔn)。采用這一標(biāo)準(zhǔn)壓縮的視頻，在相同畫質(zhì)下，視頻體積比h.264視頻可以節(jié)省一半以上的帶寬，而且畫質(zhì)會好于h.265標(biāo)準(zhǔn)視頻，更重要的是vp9壓縮標(biāo)準(zhǔn)也是免費(fèi)的。這一新標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在chrome 及 youtube上得到了應(yīng)用。

    h.265標(biāo)準(zhǔn)和vp9標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)是如此的相近，在未來的在線視頻網(wǎng)站上，兩者肯定會激烈地較量一番。

在同等畫質(zhì)下，h.264標(biāo)準(zhǔn)與vp9標(biāo)準(zhǔn)視頻大小對比