深刻解析 H.265 編碼模式，帶你瞭解Apple全面推動H.265的緣由

今天咱們聊聊視頻編碼。視頻文件亙古以來存在一個矛盾：高清畫質和視頻體積的衝突，相同編碼標準下，視頻更高清，視頻體積更大。所以，應用更先進的視頻編碼標準，下降視頻體積，能夠大幅下降網站的流量消耗。

目前應用最普遍的視頻編碼標準是 H.264。H.264 在低碼率下的視頻畫質十分模糊；同時 H.264 對 2K、4K 視頻的支持較差：以 H.264 的壓縮率，一部4K電影的體積會超過 100G，甚至能夠達到 150G、200G，這對想要搶佔高清片源的視頻平臺來講幾乎是致命的打擊。

既要高清，又要視頻體積小——這靠 H.264 明顯是不可能了，而新的編碼格式 H.265 就能知足這個要求。一樣是 110 分鐘的 4K 視頻，用 H.265 編碼進行壓縮，體積能夠下降 50%，相較於 H.264 的 100G - 200G 而言，每一部 4K 視頻都能節約大量的流量帶寬成本。

H.265 是國際上公認的下一代視頻編碼標準則，國內外對 H.265 的支持愈來愈多，國內不只有愛奇藝、搜狐、騰訊等頭部視頻網站開始支持 H.265 視頻點播，各大字幕組也開始嘗試使用 H.265 標準壓制視頻。

H.265：新一代視頻編碼技術

H.265 視頻編碼技術是於 2013 年定稿發佈了下一代視頻壓縮標準，命名爲 HEVC(High  Efficiency Video Coding)，分別被 ITU-T 和 ISO/IEC 採納成爲國際標準，即 H.265 視頻壓縮標準。H.265 在現有的視頻編碼標準 H.264 基礎上，進一步提升壓縮效率、提升魯棒性（Robustness 抗變換性）和錯誤恢復能力、減小實時的時延、減小信道獲取時間和隨機接入時延、下降複雜度，以達到最優化設置。

H.265 能在有限帶寬下傳輸更高質量的網絡視頻，只需 H.264 編碼的一半帶寬便可傳輸相同質量的視頻。

1. 視頻壓縮率更出衆，與 H.264 相比壓縮效率提高 1 倍

H.265 全新的編碼方式有效提高了視頻壓縮率，僅需原先的一半帶寬便可播放相同質量的視頻。衆所周知，視頻編碼的碼率是能夠靈活控制的，以相同的視頻質量爲基準，H.265 編碼技術相比 H.264 編碼技術可以在視頻容量減小 39% 到 74%，而且還能得到比 H.264 視頻更好的信噪比（PSNR）效果。——拿「體積比你小，質量比你好」來形容 H.265 相比 H.264 的巨大優點，並無顯得過度。

   

△ H.26四、H.265 壓縮率對比       

2. 視頻傳輸流量省 50%

IEEE 出版的 Circuits and Systems for Video Technology，其中有 Comparison of the Coding Efficiency of Video Coding Standards—Including High Efficiency Video Coding 一文，以 9 段影片進行測試 H.265 的編碼表現，所獲得的結果至關另人滿意，即使在表現最差的樣本中，節省的流量接近 30%，平均起來也達到 49.3% 的佳績。

△ H.265 與 H.264 流量比較（資料來源：IEEE）

3. 支持藍光 4K

H.265 編碼技術有着驚人的壓縮率，加上靈活的宏塊像素技術，這對於 Ultra HD 4K/8K 超高清分辨率極爲重要，2015 年春季正式出臺的藍光 4K（3840×2160）標準採用了 H.265/HEVC 編碼標準，H.265 編碼技術可以大幅下降藍光 4K 光盤的容量需求。

H.265 壓縮原理

更大的宏塊和變換塊：相對於 H.264 的 4×四、8×八、16×16 宏塊類型，H.265 引入了 32×3二、64×64 甚至 128×128 的宏塊，目的在於減小高清數字視頻的宏塊個數，減小用於描述宏塊內容的參數信息，同時整形變換塊大小也相應擴大，用於減小 H.264 中變換相鄰塊問的類似係數。

△ H.264 與 H.265 對比圖

新的 MV（運動矢量）預測方式：區別於 H.264 基於空間域的運動矢量預測方式，H.265 擴充更加多的方向進行幀內預測，同時將預測塊的集合由原來的空間域擴展到時間域及空時混合域，經過率失真準則計算後選擇最佳的預測塊。使用該方法，在基本模式下測試，在與H.264 相同質量的狀況下，獲得平均爲 6.1% 的壓縮增益，複雜圖像的壓縮增益甚至能提升到 20%。

並行化設計：當前芯片架構已經從單核性能逐漸往多核並行方向發展，H.265 引入了 Entropyslice、WPP 等並行運算思路，使用並行度更高的編碼算法，更有利於 H.265 在 GPU/DSP/FPGA/ASIC 等並行化程度很是高的 CPU 中快速高效的實現產業化。

Tile 劃分機制：它使得以往的 slice、幀或 GOP 爲單位的粗粒度數據並行機制更加適合於同構多核處理器上的並行實現。Dependentslice 和 WPP 機制解決了以往 H.264 等編碼技術中熵編碼環節沒法並行實現的問題，使得整個編解碼過程當中 DCT、運動估計、運動補償、熵編碼等任務模塊的劃分更加均衡，顯著提升並行加速比。

開啓 H.265 自適應

與 H.264 相比，H.265 不只更符合將來高清影片發展的趨勢，並且同等畫質下能夠爲帶來更高效的視頻壓縮效率，有效節省流量消耗。

爲了讓用戶使用到更先進的產品，又拍雲一直在 H.265 的實用性與便捷性方面鑽研，2017 年 5 月便推出了 H.265 視頻自適應解決方案。又拍雲 H.265 視頻自適應方案集成了視頻上傳、視頻存儲、視頻編碼（轉碼）、視頻分發適配、視頻解碼等功能。

• 視頻上傳轉碼：用戶將 H.264 編碼視頻上傳到又拍雲的服務器，又拍雲將其同步轉爲 H.265 編碼的視頻；

• 視頻異步轉碼：針對已存儲在又拍雲服務器上的 H.264 編碼的視頻，經過又拍雲異步轉碼服務，可轉爲 H.265 視頻存儲，同時保留 H.264 視頻副本；

• H.265 自適應：又拍雲 CDN 網絡支持 H.265自適應功能，可以根據客戶終端播放器發起的 UA 請求頭 （ Accept-Encoding: h265 ），智能識別終端播放器是否支持H.265，並判斷當前請求的資源是否存在 H.265 編碼的文件。若是播放器支持且擁有 H.265 編碼的視頻，則返回 H.265 視頻，不然返回原始視頻，從而實現 CDN 平臺的 H.265 智能適配。H.265 自適應支持又拍雲存儲和又拍雲 CDN 兩種使用場景。

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