H.265，超高清的好伴侣

　　H.265，下一代主流编码

　　那么，从技术原理上来看，H.265相比较H.264到底有哪些技术上的优势，使其成为超高清时代的主流编码方式呢?

　　H.264中每个宏块(marcoblock，MB)大小都是固定的16x16像素。然而，在更高分辨率下，单个宏块所表示的图像内容信息大大减少，H.264所采用的宏块经过整数变换后，低频系数相似程度也大大提高，出现大量冗余，导致H.264编码对高清视频的压缩效率明显降低;其次，H.264算法宏块个数的爆发式增长，会导致每个编码宏块的预测模式、运动矢量、参考帧索引和量化级等宏块级参数信息占用更多码流资源，在有限带宽中，分配给真正描述图像内容的残差系数信息的可用带宽明显减少了;再有，由于分辨率的提高，表示同一个运动的运动矢量幅值也将大大增加，H.264编码方式的特点是数值越大使用的比特数越多，因此，随着运动矢量幅值的大幅增加，H.264中用来对运动矢量进行预测以及编码的压缩率也将逐渐降低。

　　相比H.264，H.265提供了更多不同的工具来降低码率。H.265的编码单位可以选择从最小的8x8到最大的64x64。信息量不多的区域(颜色变化不明显，比如天空的灰色部分)划分的宏块较大，编码后的码字较少，而细节多的地方(细节变化较多，比如大楼部分)划分的宏块就相应的小和多一些，编码后的码字较多，这样就相当于对图像进行了有重点的编码，从而降低了整体的码率，编码效率就相应提高了。这个过程有点像“感兴趣区域编码”，针对重要的更多关键细节的部分进行增强划块，无更多关键细节的部分进行简单划块，但是这个过程在H.265上可以自适应识别实现。

　　图4 H.264编码分开示意图

 图5 H.265编码分开示意图

　　总结发现，H.265和H.264主要的技术区别如下：

　　可以看到，H.265相比H.264最主要的改变是采用了块的四叉树划分结构，采用了从64x64~8x8像素的自适应块划分，并基于这种块划分结构采用一系列自适应的预测和变换等编码技术。除此之外，还引入了全新的SAO(Sample Adaptive Offset)技术，SAO是一种参考帧补偿技术，从而提高帧间预测的准确度。同时，在并行实现方面，H.265也采用了WPP (Wavefront Parallel Processing)和Tile技术，能够充分发挥当前主流处理器的多核并行能力。这些新技术的应用，不但有效地提高压缩性能，也为各种处理器平台的有效实现扩展了空间。

　　H.265，配套产品需齐全

　　从表面上看，H.265确实解决了超高清产品的存储和带宽的成本问题，但要想真正将这套系统应用起来，各厂家就必须要给用户提供一站式的超高清&H.265产品解决方案。即从最前端的支持H.265编码的超高清摄像机，到可以存储H.265编码的NVR/CVR，能够解码H.265的解码器/视频综合平台，以及能够接入H.265视频流的中心平台软件。只有这样，超高清和H.265才能真正结合，真正得到项目的实际应用。

　　结语

　　高清，我所欲也，低成本，亦我所欲也，当超高清遇见H.265，鱼与熊掌可以兼得。因此，我们有理由相信，H.265必然会成为超高清时代的主流编码方式。（作者单位：海康威视）

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