從H.264到H.265

國際電信聯盟ITU于2003年3月發布H.264/AVC標準以來，使H.264/AVC成為當今世界上使用最多的視頻壓縮標準，被廣泛應用在廣播、有線電視、衛星電視和互聯網電視上提供高清視頻，以及手機、視頻會議、數字存儲和藍光光盤中。全部網站視頻有80%以上使用H.264/AVC編碼系統。更重要的是，因為蘋果公司當初毅然決然拋棄了Adobe的VP6編碼，選擇了H.264，這個標準也就隨著數億臺iPad和iPhone走入了千家萬戶，成為了目前視頻編碼領域的絕對霸主。

在H.264發布十年之后，國際電信聯盟第16研究組于2013年1月25日初步批準了H.265標準。這個標準的正式名稱是HEVC（High Efficiency Video Coding，高效率視頻編碼）。相對于H.264/AVC標準，H.265/HEVC有了相當大的改善。

壓縮效率比H.264提高1倍

與H.264/AVC編碼結構相似，H.265/HEV也是采用幀內預測、幀間預測、量化、去區塊濾波器、熵編碼等模塊。在H.264編碼中每個宏塊大小都是固定的16 × 16像素，而H.265編碼可以選擇從8 × 8 到最大64 × 64像素。以下圖為例，信息量不多的區域劃分的宏塊較大，編碼后碼字較少，而細節多的地方的宏塊就相應小一些，編碼后碼字較多，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。

在H.264/AVC中采用9個幀內預測方向的場合， 而H.265/HEVC幀內預測模式支持33種方向，并且提供了更好的運動補償處理和矢量預測方法。

反復的質量比較測試已經表明，在相同的圖像質量下，相比于H.264，通過H.265編碼的視頻大小將減少大約39-44%。由于質量控制的測定方法不同，這個數據也會有相應的變化。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。如下圖，H.264與H.265編碼視頻的主觀視覺測試對比，我們可以看到后者的碼率比前者大大減少了針對高清視頻H.265/HEVC節省碼率50%，而且計算量并沒有增加，這也意味著，我們的智能手機、平板電腦等移動設備將能夠直接在線播放1080p的全高清視頻。

支持4K和8K超高清視頻

H.265標準同時支持4K（4096×2160）和8K（8192×4320）超高清視頻。可以說，H.265標準讓網絡視頻跟上了顯示屏“高分辨率化”的腳步。

目前的H.265/HEVC標準共有三種模式：Main、Main 10、Main Still Picture。Main模式支持8bit色深（即紅綠藍三色各有256個色度，共1670萬色），Main 10模式支持10bit色深，會用于超高清電視（UHDTV）上。前兩者都將色度采樣格式限制為4：2：0。預期ITU將在2014年對標準有所擴展，將會支持4：2：2和4：4：4采樣格式（即提供了更高的色彩還原度）和多視圖編碼（例如3D立體視頻編碼）。

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，比如目前還極少有原生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。

多家廠商開始定制首批H.265產品

多家廠商開始定制首批HEVC產品，其中包括Envivio、Broadcom、NTT、愛立信、湯姆遜、三菱等，已經展示了這個新標準的實施。當前的實施包括一種支持8比特4：2：0視頻的主檔、一種支持10比特的主10檔，以及一種使用與視頻“內”圖像相同的編碼工具的適用于靜止數字圖像的主靜止圖像檔。

博通公司在今年1月初的CES大展上發布了一款Brahma BCM7445芯片，它是一個采用28納米工藝的四核處理器，可以同時轉碼四個1080P視頻數據流，或解析分辨率為4096×2160的H.265編碼超高清視頻。

Envivio在今年3月的CCBN上演示了HEVC HDTV，HEVC視頻以MPEG-DASH格式流式傳輸到平板電腦；包括像回看電視、集錦創作、廣告插播和nPVR這樣的應用，推出進一步個性化多屏用戶體驗的新產品。

NTT在IBC 2012上，展區中設置的顯示屏上播放了經過HEVC壓縮處理的4K影像內容。傳輸未壓縮過的原始影像信號需要幾Gbit/秒的帶寬，壓縮后影像所需帶寬減少到了幾百分之一。NTT 宣布將發放一個解碼HEVC的軟件許可證，此軟件是首款在智能手機上播放全高清的HEVC解碼軟件。

愛立信去年8月發布了第一個兼容H.265的實況電視視頻解碼器。愛立信預測，這個名為SVP 5500 HEVC的解碼器產品將首先用于在移動網絡上提供電視節目。

湯姆遜視頻網絡公司3月6日宣布推出H2B2VS項目，作為項目協調者，湯姆遜視頻網絡公司正領導一個5個歐洲國家（法國、芬蘭、西班牙、瑞士和土耳其）的19家合作伙伴組成的聯盟，以應對廣播挑戰及提出HEVC標準化的建議。

法網，首次HEVC轉播。法國工業部支持的聯合項目4EVER利用法網提供采用HEVC格式的多屏分發演示。6月1-9日，安排的轉播節目輸送一個包括編碼、流傳輸、解碼和顯示的試驗性端到端分發鏈。使用IPTV、DVB-T2和互聯網分發網，節目被HD廣播到法國電視臺的公共空間、Orange的技術區和雷恩的一間演示室的PC、電視機和平板電腦。

H.265或搶占網絡視頻

隨著迅雷看看早前與北京大學計算機科學技術研究所就下一代視頻編碼技術H.265達成戰略合作，并在3月30日獨家全國首發H.265標準的高清視頻內容后，聲稱目前用戶只需要安裝最新版本的迅雷看看播放器，就能夠免費從其中獲得新一代編碼所帶來的視聽智能電視體驗。左上圖是迅雷看看播放器H265專區專門設有片段對比。

無獨有偶的是，就在30日之后的兩天的4月1日，另一大視頻客戶端巨頭PPS影音也表示，新版PPS影音在支持H.265編碼后，也可以實現1080P的全高清視頻在線播放體驗了，PPS董事長及創始人宣稱“PPS將把高清化作今年的重點戰略目標，成功開發下一代H.265編碼技術的客戶端產品。”

在CPU占用上，4核CPU的壓力并不大，可以說新一代的PC終端將完全勝任新一代編解碼任務，面對目前視頻網站用戶因為視頻卡而影響用戶體驗招致投訴的現狀而言，H.265的推動將極大解決目前視頻網站因為帶寬問題所流失的客戶。或許，未來H.265將至少在PC端的編解碼市場大行其道。右上圖，PPS的H.265專區提供多達46部全片真高清體驗（1080p）

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。但是相比有線電視公司，出于節省帶寬的目的，衛星電視公司可能將會率先采用H.265標準。

目前看來，對于H.265/HEVC標準，我們仍需持謹慎樂觀態度。但有一點是肯定的：H.265標準在同等的內容質量上會顯著減少帶寬消耗，有了H.265，高清1080P電視廣播和4K視頻的網絡播放將不在困難，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。