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H.265編碼走進網絡視頻高清時代仍需等待

   H.265編碼標準已于13年發布,但尚未被大范圍應用,依照目前市場來看在視頻編碼領域H.264編碼標準占據主導地位。相較于以前的編碼標準H.264本身有著一定新特性多參考幀的運動補償、變塊尺寸運動補償、幀內預測編碼等,通過利用這些新特性,H.264比其他編碼標準有著更高的視頻質量和更低的碼率,也因此受到了人們的認可。目前被廣泛用于網絡流媒體數據、各種高清晰度電視陸地廣播以及衛星電視廣播等領域。而H.265相對H.264又有大幅技術提升?! ?br/>    1、H.265編碼的優勢:  
   H.265/HEVC的編碼架構大致上和H.264/AVC的架構相似,但比起H.264/AVC,H.265/HEVC提供了更多不同的工具來降低碼率,以編碼單位來說,H.264中每個宏塊(marcoblock,MB)大小都是固定的16x16像素,而H.265的編碼單位可以選擇從最小的8x8到最大的64x64。以下圖為例,信息量不多的區域(顏色變化不明顯,比如車體的紅色部分和地面的灰色部分)劃分的宏塊較大,編碼后的碼字較少,而細節多的地方(輪胎)劃分的宏塊就相應的小和多一些,編碼后的碼字較多,這樣就相當于對圖像進行了有重點的編碼,從而降低了整體的碼率,編碼效率就相應提高了。同時,H.265的幀內預測模式支持33種方向(H.264只支持8種),并且提供了更好的運動補償處理和矢量預測方法。      
   經過大量對比測試看到,在相同的圖象質量下,相比于H.264,通過H.265編碼的視頻大小將減少大約39-44%。通過主觀視覺測試得出的數據顯示,在碼率減少51-74%的情況下,H.265編碼視頻的質量還能與H.264編碼視頻近似甚至更好,其本質上說是比預期的信噪比(PSNR)要好。這些主觀視覺測試雖然能作為最終結論,但這也是非常振奮人心的結果。過去五年H.264統治整個行業,也許在接下未來的五年甚至十年,H.265將會成為主流。  
   2、H.265編碼大范圍市場化需等待解碼設備:  
   H.265標準在編碼上的優勢必然使其成為行業主導,但目前尚未迅速取代H.264主要因為廣播電視行業改善的積極性不高、解碼設備尚待完善等因素造成。
事實上,H.265和H.264標準在各種功能上有一些重疊。在這種情況下,H.265可以使用更少的帶寬來提供同樣的功能,其代價就是設備計算能力:H.265編碼的視頻需要更多的計算能力來解碼。  
   普通消費者更關心的主要是還要多久才能買到支持H.265/HEVC解碼的終端。這取決于很多因素了。由于不同的公司對于H.264視頻的解碼能力不同,就設備級的兼容性而言,我們可能會看到一些“忽悠人”的信息。比如,那些CPU足夠強大,可以強行通過計算能力實現H.265視頻解碼的智能手機或平板電腦就能被宣傳成“支持H.265視頻解碼”,而這樣的“支持”則會使它們在處理視頻時耗電急劇增加??隙〞霈F一些無良公司,大肆宣揚H.265云云,將這個新的視頻標準當做是一個區別設備級別的噱頭,這樣就可以把尚未真正支持H.265解碼的視頻賣給不明真相的消費者。目前看來,市場環境還相對復雜?! ?br/>    目前,有線電視和數字電視廣播主要采用仍舊是MPEG-2標準。好消息是,H.265標準的出臺最終可以說服廣播電視公司放棄垂垂老矣的MPEG-2,因為同樣的內容,H.265可以減少70-80%的帶寬消耗。這就可以在現有帶寬條件下輕松支持全高清1080P廣播。但是另一方面,電視廣播公司又很少有想要創新的理由,因為大多數有線電視公司在他們的目標市場中面臨的競爭實在是有限。出于節省帶寬的目的,反而是衛星電視公司可能將會率先采用H.265標準?! ?br/>    從長遠角度看,H.265標準將會成為超高清電視(UHDTV)的4K和8K分辨率的選擇。但這也會帶來其它問題。目前,還極少有原生4K分辨率的視頻內容。H.265標準的完成意味著內容擁有者現在已經有了一個對應的理論標準,但是他們現在還沒有一個統一的方式來傳送內容?! ?br/>    藍光光盤協會(The Blu-ray Disc Association)正在研究在藍光光盤標準中支持4K分辨率視頻的方法,但是這可沒那么簡單。理論上H.264在擴展后就可以擁有這個功能,但是到那時碼率問題又會浮出水面。一個H.264編碼的4K藍光電影需要的存儲空間遠大于相同內容的H.265版本,其大小可高達100G以上,而現有的播放器也不支持100-128GB的高容量可刻錄可擦寫光盤( BDXL)。  
   到目前為止,仍然沒有一個妥善解決方案,可以將4K分辨率視頻加入已有的藍光標準中并且不破壞其兼容性。雖然更新到H.265標準并不需要對光盤制造工藝進行改進,但卻需要制造全新的播放器才能將新的藍光光盤播放出來,雖然現在的有些播放器可以播放高密度光盤,但那也需要進行設備檢查升級才行?! ?br/> 另一個大問題就是游戲主機對H.265標準的支持。索尼的PS2和PS3主機推動了DVD和藍光標準的發展。而即將發布的PS4理論上很可能將支持4K分辨率的內容,但4K分辨率的視頻該怎樣傳送,通過哪些標準進行支持?這仍然還在討論中。  
   由于H.265編碼顯著減少帶寬消耗的特點,高清1080P電視廣播和4K視頻的網絡播放將不在困難,但前提是媒體巨頭能想出辦法來傳送這些內容。同時,如果移動設備要采用H.265標準,那么其在解碼視頻時對電量的高消耗也是各大廠商需要解決的問題。綜上來看,對H.265/HEVC編碼標準來說,前途必然是非常光明,但仍需等待解碼設備的發展,相信不會讓用戶等的太久。

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