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全面解析:H264与H265视频编码标准之间的关键区别

时间:11-15 神话故事 提交错误

老铁们,大家好,相信还有很多朋友对于全面解析:H264与H265视频编码标准之间的关键区别和的相关问题不太懂,没关系,今天就由我来为大家分享分享全面解析:H264与H265视频编码标准之间的关键区别以及的问题,文章篇幅可能偏长,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!

由于算法优化,H.264可以以低于1Mbps的速度传输标清(分辨率1280P*720以下)数字图像; H.265可以传输720P(分辨率1280*720),传输速度为1~2Mbps。普通高清音视频传输。

二、H264与H265的区别

传输码率

由于算法优化,H264可以实现低于2Mbps速度的标清数字图像传输; H.265 High Profile可以在低于1.5Mbps的传输带宽下实现1080p全高清视频传输。

除了编解码效率上的提升,H.265在网络适应性方面也得到了显着提升,能够在互联网等复杂网络条件下良好运行。

编码架构

H.265/HEVC的编码架构与H.264/AVC大致相似。它还主要包括帧内预测、帧间预测、变换以及量化(quantization)、去块滤波器(deblockingfilter)、熵编码(entropycoding)等模块,但在HEVC编码架构中,整体分为三个基本单元,即编码单元(CU)、预测单元(predictunit,PU)和转换单元(transformunit,TU)。

编码单位

与H.264/AVC 相比,H.265/HEVC 提供了更多不同的工具来降低比特率。在编码单元方面,H.264中每个宏块(macroblock/MB)的大小为8x8或16x16像素,而H.265的编码单元可以从最小的8x8到最大的64x64进行选择。

以这张图为例,信息量少的区域(颜色变化不明显,如车身的红色部分和地面的灰色部分)被划分为较大的宏块,编码的码字较少,而细节较多的区域划分成的宏块相应较小且数量较多,编码后的码字较多。这相当于对图像进行集中编码,从而降低了整体码率,相应提高了编码效率。

图1

帧内预测方式

H.265的帧内预测模式支持33个方向(H.264仅支持8个),并提供更好的运动补偿处理和矢量预测方法。

编码视频大小

反复的质量对比测试表明,在相同的图像质量下,H.265编码的视频尺寸相比H.264会减小约39-44%。由于质量控制测量方法不同,该数据也会相应变化。

信噪比PSNR

通过主观视觉测试获得的数据表明,当码率降低51-74%时,H.265编码视频的质量可以与H.264编码视频相似甚至更好。本质上,它比预期的信噪比(PSNR) 更好。

对比H.264和H.265编码视频的主观视觉测试可以看出,后者的码率较前者大幅降低。

运算需求

由于h265比h264压缩率更高,编码后的视频更小,因此对机器的计算要求也更大。

预测块大小

HEVC 使用以前标准中定义的宏块,格式最大可达64x64 像素,并且可以进一步细分为可变大小的块。 HEVC 将编码树单元(CTU) 转换为亮度和色度的编码树块(CTB)。 CTB 可以是64x64、32x32 或16x16。这样,图片内和图片间预测单元(PU)大小的范围从64x64到4x4。但是,对于双向预测,仅限8x4 到4x8 尺寸。用于预测残差编码的变换块尺寸可以是32x32、16x16、8x8、4x4。

内部色深的增加

内部位深度增加(IBDI) 允许编码器在具有更高颜色宽度的内部状态下运行。 IBDI 最多可在14 位位宽上运行。

并行处理工具(Parallel processing tools)

图像可以被划分为独立编码和解码的矩形块和条带,即切片和瓦片的概念。这些片段大多可以单独解码,但最终需要同步到视频流中。可以对条带进行编码,使得条带之间不存在预测并且它们彼此独立。当然,条带之间可能仍然需要环路滤波。

熵编码(Entropy coding)

HEVC 使用上下文自适应二进制算术编码(CABAC),与H.264 类似。只是HEVC仅支持CABAC编码。

帧内预测(intra prediction)

HEVC帧内预测有33种方向模式,而h.264中只有8种。 HEVC 还指定平面和DC 帧内预测模式。

帧间预测模式

本质上,H.265是在H.264的基础上通过增加插值抽头系数的数量、改变抽头系数值以及增加运动矢量预测值的候选数量,以达到减少预测残差的目的。

H.265和H.264具有相同的插值精度,亮度为1/4,色度为1/8,但插值滤波器抽头长度和系数不同。

H.265 增加了运动矢量预测器候选数量,而H.264 只有一个预测器

运动补偿(Motion compensation)

HEVC 使用半像素或1/4 像素精度运动补偿以及7 抽头或8 抽头滤波器。 H.264 使用半像素精度和6 抽头滤波器。对于4:2:0 视频的色度分量,有1/8 像素精度和4 个抽头的滤波器。 HEVC 中的加权预测可以是单向或双向预测。

运动矢量预测Motion vector prediction

HEVC定义了16位水平和垂直运动向量,支持范围到[-32768, 32767],即最多-8192到8191.75个亮度像素,H.264仅支持-512到511.75个像素。 HEVC 的MV 模式具有高级运动矢量预测(AMVP) 和合并模式。合并模式操作从相邻块继承mv向量值,因此有跳过和直接模式。

环路滤波器

HEVC 有两个环路滤波器:去块滤波器(DBF) 和样本自适应偏移(SAO) 滤波器(DBF)。去块滤波器与H.264/MPEG-4 AVC 中的类似。 HEVC中的DBF只能用于8x8块(以提高并行处理性能),而H.264适用于4x4块。 HEVC中DBF的强度范围为0到2。水平过滤是在垂直边界上进行的,垂直过滤是在水平边界上进行的。 SAO滤波器紧随DBF滤波器之后,以便更好地重建原始图像。每个CTB的SAO滤波器可以启用或禁用边界偏移模式或子段偏移模式。

去块滤波器

本质上,H.265的去块滤波与H.264的去块滤波和流程相同,最显着的变化如下:

过滤边界:H.264最小至4x4边界过滤;而H.265适应了最新的CU、PU和TU划分结构的滤波边界,最小滤波边界为8x8

滤波顺序:H264首先采用宏块内的垂直边界,然后采用当前宏块内的水平边界;而H.265首先采用整个帧的垂直边界,然后再采用整个帧的水平边界。

内部位深度增加

为了保证中间预测、变换和量化过程中的内部比特精度,以达到更好的压缩性能

并行设计

目前的芯片架构已经从单核性能逐渐发展到多核并行。因此,为了适应并行化程度非常高的芯片实现,HEVC/H.265引入了很多并行操作的优化思路。

三、H265的技术特点

1.二维不可分离自适应插值滤波器

2. 可拆卸的AIF

3. 针对性的AIF

4.不再使用运动补偿和1/8像素运动矢量

5.超级宏块结构到64x64的转换(H.264仅到32x32)

6. 自适应预测错误编码组织(APEC)

7. 自适应量化矩阵选择(AQMS)

8. 运动矢量选择和编码的竞争方法

9.内部编码模块依赖关系的KLT

整体思维导图

参考文档:

https://blog.csdn.net/knowledgebao/article/details/84647323

https://baike.baidu.com/item/H.265?fr=阿拉丁

https://zhuanlan.zhihu.com/p/71270595?utm_source=wechat_session

用户评论

败类

终于找到解释H264和H265这两个格式的区别的文章了!

    有20位网友表示赞同!

你很爱吃凉皮

我一直在想这两者到底有什么不同,这下可以好好学习一下。

    有13位网友表示赞同!

泡泡龙

看标题应该是讲视频编码的啊。

    有13位网友表示赞同!

敬情

希望文章能简单易懂,让我都能明白啊~

    有6位网友表示赞同!

此刻不是了i

最近在研究用什么格式压缩视频,看看这篇文章能不能给我一些启发。

    有9位网友表示赞同!

あ浅浅の嘚僾

学习一下这些技术总是好的,可以让自己更了解科技发展吧。

    有10位网友表示赞同!

请在乎我1秒

感觉H265压缩比应该更高?文章里应该会有详细对比吧?

    有19位网友表示赞同!

绳情

我已经会用X264了,但对X265还不太懂。

    有5位网友表示赞同!

灼痛

学习一些新的技术可以让自己更有竞争力。

    有16位网友表示赞同!

微信名字

看完这篇文章可以更顺利地选择合适的视频格式!

    有16位网友表示赞同!

灬一抹丶苍白

文章应该讲点实际应用吧,比如哪些平台支持什么格式?

    有6位网友表示赞同!

青墨断笺み

我做的是视频剪辑工作,对这些格式很关注。

    有15位网友表示赞同!

万象皆为过客

H264还是H265更适合我的需要呢?这篇文章能解答!

    有12位网友表示赞同!

尘埃落定

期待文章能够深入分析这两者的优缺点,方便我权衡选择。

    有13位网友表示赞同!

何年何念

我对视频编码技术一直很好奇,终于有机会学习了。

    有15位网友表示赞同!

生命一旅程

希望这篇文章能让我更了解H264和H265的应用场景。

    有11位网友表示赞同!

念旧是个瘾。

以前总是听说这两个格式的关系,但具体是什么区别没搞清楚

    有7位网友表示赞同!

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