什么是HEVC？解释了高效视频编码，H.265和4K压缩

什么是HEVC？解释了高效视频编码，H.265和4K压缩

高效视频编码（HEVC），也称为H.265，可以通过蓝光最佳视频压缩方法实现两倍的压缩。但它是如何工作的，是否足以让我们看到更好看的4K内容？

 

我想称之为H.265，因为它听起来很酷，但它的全称是高效视频编码（HEVC）。它是高级视频编码（AVC）的新继承者，也称为H.264，它是蓝光使用的压缩方案之一。

HEVC的想法是提供与AVC相同水平的图像质量，但具有更好的压缩，因此需要处理的数据更少。如果我们想要4K /超高清广播（包括卫星），4K蓝光等，这是关键 。

但这是否足够，就此而言，它是如何运作的？

压缩（好的，坏的和有损的）

专业高清摄像机背面的原始数据量很大。没有办法方便地将它运到你家。相反，视频被压缩以将数据量减少为更易于管理的形式。

有很多方法可以做到这一点，其中最简单的方法就是降低质量。在某些情况下，这没关系。想想你平均的YouTube视频。不是很好，对吗？通常这是因为视频是高度压缩的（在上传之前或期间）。重压可能会使分辨率在技术上保持不变，但图像看起来会更柔和，更嘈杂，或者会产生 奇怪的分散注意力（如右图所示）。

但如果重点是保持导演的意图，或炫耀你的新77英寸OLED，这不是一个好主意 。

所以另一种选择是使用 更好的压缩。在这种情况下，您基本上可以将“更好”的压缩视为“更智能”的压缩。所以它采用相同的原始（视频），并找到更好的方法来减少数据量，而不牺牲质量。每隔几年，齿轮的处理能力就会提高到足以使用更多的处理器密集型压缩算法，并进一步压缩数据而不会使图像变得更糟。

“更多”压缩和“更好”压缩之间的这种区别很重要，实际上，这些术语在这种情况下是不可互换的。您可以通过启动压缩并使图像变得丑陋（仅“更多”压缩）或使用更有效的压缩技术（“更好”压缩）来减少信号所需的数据量。

让我这样说吧。说你有一框的苹果。你需要在里面装100个苹果。您可以通过更多压缩（减少苹果到酱汁）或更好的压缩（找到更好的方法使它们都适合，但保留它们的苹果）来做到这一点。

更多压缩：苹果酱 
更好的压缩：更多的苹果，相同的空间

从这个美味的例子可以看出，“更多”压缩很容易（SMUSH），而“更好”的压缩需要更多的思考和/或更好的技术。

输入H.265

与HD一样，数据密集，4K更糟糕。虽然我们大多数人都习惯于在蓝光上使用H.264相对于MPEG-2的优势，但运动图像专家组和国际电信联盟的电信标准化部门（ITU-T）已经开始研究下一代生成视频压缩，着眼未来。

不希望乱搞小的，渐进的改进，每当引入新的压缩标准时，它必须是一个相当大的变化。对于每次跳转，一般规则是相同质量的比特率的一半（或者在相同比特率下具有更高的质量）。

它是如何做到的？主要是通过扩展AVC（以及之前的其他压缩技术）的工作方式。

首先，它会查看多个帧以查看不会发生变化的内容。在电视节目或电影的大多数场景中，绝大多数画面都没有太大变化。想想有人说话的场景。镜头主要是他们的头部。对于许多帧来说，背景不会有太大变化。就此而言，代表他们脸部的大多数像素可能不会有太大变化（当然，除了他们的嘴唇）。因此，不是对每个帧中的每个像素进行编码，而是对初始帧进行编码，然后仅对其进行编码（基本上）。

然后，HEVC扩大了为这些变化而查看的区域的大小。基本上更大和更小的“块”，提供额外的效率。当图片出现犯规时，您的图像中是否曾见过 块？与先前的压缩方法相比，HEVC可以更大，更小，形状更大。例如，发现较大的块更有效。

左边是AVC / H.264所做的宏块处理。正如您在右侧所看到的，HEVC / H.265编码器具有更大的灵活性，更不用说更大的尺寸了。

然后其他事情得到改善，如运动补偿，空间预测等。所有这些事情都可以通过AVC甚至更早的方式完成，但它需要比当时经济上可行的更多的处理能力。

在开发阶段，压缩算法客观地测试其原始数量效率，但也主观地由视频专业人员在“盲”测试中比较不同压缩方法和数量，其中他们不知道哪种方法是哪种。人的因素至关重要。仅仅因为计算机说一级压缩比另一级更好并不意味着它看起来比另一级好。

由于H.265的处理器密集程度要高得多，因此不要指望通过简单的固件升级来让您的设备进行解码。事实上，这是问题的一部分。你需要一个硬件解码器。如果您的新媒体流媒体，有线电视盒或BD播放器有它，那么您将全部设置（假设您也有 HDMI 2.0，因此您可以获得2160p / 60而不仅仅是2160p / 30）。高端PC可以通过软件对其进行解码吗？也许。Xbox One还是PS4？不见得。每个人都喜欢他们最喜欢的控制台，但请记住，这一代的硬件相当于一台普通的PC。

它够了吗？

嗯，技术上是的，但有一个很大的警告。与之前的AVC（和其他压缩标准）一样，H.265可根据所需带宽进行调整。想要4K平庸的互联网连接？没问题; 转动“拨号”（记得苹果酱？）。想要最好的画质吗？没问题; 从另一个方向转动拨盘。

虽然这种安排提供了灵活性，但它也意味着“4K”和“UHD”不一定能保证比现在的“1080p”或“HD”更好的图像质量。在许多方面，高压缩的4K信号看起来可能比压缩程度较低的HD信号更糟糕。

换句话说，根据使用的压缩程度，流式4K可能看起来比当前的1080p蓝光更差。随着 Netflix现在以15.6 Mbps的速度流式传输，最初的迹象表明 1080p蓝光看起来“更干净”，这证实了一些专家的预测。可能的原因？1080p蓝光比在线流媒体有更多的带宽用于视频，而不仅仅是补偿光盘的旧压缩方案。

虽然所有设备的处理速度遵循摩尔定律，但互联网带宽却没有。当然有一些真正的高速连接，但许多人都很难获得一个体面的高清信号。随着Net Neutrality在美国的不稳定 ，大众的体面和廉价4K流媒体的未来仍然是多云的。

另一个好处

虽然HEVC的大部分潜在优势都集中在4K上，但其更好的压缩效果也为HD带来了好处。高清带宽越低意味着更多人 可以获得高清。对于当前HD来说连接太慢的人群可能能够获得HEVC编码的HD。如果您按兆字节（移动或家庭）付费，较低的比特率意味着更便宜的高清观看。

结束

开始寻找HEVC（或H.265）作为未来电视，蓝光播放器和其他媒体播放器的产品线。几乎所有主要品牌的2014年4K电视都包含必要的硬件解码器，尽管2013年的4K电视没有。还有更多的索尼FMP-X10等飘带 包括必备的硬件。

在蓝光出现的过程中向H.264 / AVC过渡期间有很多抱怨，现在它已经成为现实。最终，HEVC也是如此。降低数据速率，同时保持质量，对每个人都是好事。