H.264 и H.265 - AVC и HEVC - В чём разница?

01.10.2021

H.265 и H.264 - это изначально стандарты кодирования видео, установленные экспертной группой по видеокодированию Международного консультационного комитета по телефонии и телеграфии (MKKTT, ITU-T VCEG).

h.265 vs h.264

С быстрым развитием технологии видеонаблюдения текущий стандарт H.264 (MPEG-4/AVC) перестал соответствовать требованиям кодирования видео для более высокого разрешения изображения. В будущем видеооборудование 4K UHD и 8K UHD неизбежно станет стандартом, как и сегодня Full HD. В качестве стандарта сжатия видео следующего поколения на рынок вышел H.265, он постепенно внедряется в продукты для IP-наблюдения высокой четкости, таких как IP-камеры HD, NVR.

Что такое H.264 (MPEG-4 AVC)

H.264, также известный как MPEG-4 AVC (Advanced Video Codec), - это разработанный в 2003 году стандарт сжатия видео, а также широко используемый формат высокоточной записи, сжатия и распространения видео. H.264 известен тем, что является стандартом кодеков для дисков Blu-ray. Все проигрыватели Blu-ray должны уметь декодировать H.264. Преобладающее большинство современных видеорегистраторов (DVR) используют h.264 как основной кодек.

В своё время, разработка кодека H264 стала настоящим прорывом, потому что получилось посадить за один стол людей, занимающихся телевидением, IP камерами, конференц-связью и родить стандарт, которого в целом хватило всем.

Разрешение видео h.264

Стандарт H.264 распознает разрешения только до 2048x2048

Обычно поддерживаемые разрешения и соотношения ширины к высоте включают:

  • 854 x 480 (16:9 480p)
  • 1280 x 720 (16:9 720p)
  • 1920 x 1080 (16:9 1080p)
  • 640 x 480 (4:3 480p)
  • 1280 x 1024 (5:4)
  • 1920 x 1440 (4:3)

Кроме того, решение Apple использовать его в определенной степени способствовало популяризации кодирования H.264. Этот стандарт также вошел в миллионы домашних хозяйств с сотнями миллионов iPad и iPhone и стал абсолютным гегемоном в области кодирования изображений, занимая более 80% доли рынка.

По сравнению с предыдущими стандартами кодирования, H.264 может выдавать более высокое качество изображения при более низкой скорости передачи данных, поэтому он был признан людьми. H.264 также широко используется в сетевой потоковой передаче мультимедийных данных и различных наземных телевизионных передачах высокой четкости, спутниковом телевидении, радиовещании и в других отраслях.

Изначально проблемы массового внедрения кодека h 264 обуславливались тем, что для декодирования HD видео в реальном времени требовались большие по тем временам мощности аппаратной части вычислительной техники. Ситуацию спас выход на рынок доступных для широкого пользователя многоядерных процессоров AMD и Intel.

Что такое H.265 (HEVC)

Стандарт H.265 или HEVC (High Efficiency Video Coding), разработанный в 2012 году, основан на своём предшественнике, стандарте кодирования видео H.264, сохраняя одни и улучшая другие технологии. H.265 использует передовые методы для улучшения взаимосвязи между кодовым потоком, качеством кодирования, задержкой и сложностью алгоритма для достижения оптимальных настроек.

H.265 поддерживает форматы кадра до 8K (UHDTV) с разрешением 8192×4320 пикселей

Улучшения H.265 по сравнению с H.264 включают в себя:

  • повышение эффективности сжатия,
  • повышение надежности
  • возможность восстановления после ошибок
  • уменьшение задержки в реальном времени
  • сокращение времени захвата канала и задержки произвольного доступа, а также снижение сложности.

Архитектура кодирования H.265 / HEVC примерно аналогична H.264 / AVC и в основном включает в себя:

  • внутреннее предсказание
  • внешнее предсказание
  • преобразование
  • квантование
  • деблокирующий фильтр (фильтр удаления блочности),
  • энтропийное кодирование (энтропийное кодирование) и другие модули.

Однако в архитектуре кодирования HEVC все разделено на три основных блока:

  1. блок кодирования (CU)
  2. блок предсказания (PU)
  3. блок преобразования (TU)

H.265 vs H.264

Разница между H.264 и H.265 заключается, прежде всего, в пропускной способности потоковой передачи и требованиях к хранилищу. H.265, благодаря оптимизации алгоритма H264 может реализовать передачу цифрового изображения стандартной четкости со скоростью ниже 1 Мбит / с; H.265 может реализовать передачу обычного аудио и видео высокой четкости 720P (разрешение 1280 * 720) со скоростью передачи 1 ~ 2 Мбит / с.

H.265 предназначен для передачи сетевого видео более высокого качества при ограниченной пропускной способности, и только половина пропускной способности H.264 может использоваться для воспроизведения видео того же качества. Стандарт H.265 также поддерживает видео сверхвысокой четкости 4K (4096 × 2160) и 8K (8192 × 4320).

h.265 vs h.264

Архитектура кодирования H.265/HEVC примерно аналогична H.264/AVC. Она в основном включает внутреннее предсказание, внешнее предсказание, преобразование, квантование, фильтр деблокирования (фильтр удаления блочности), энтропийное кодирование (энтропийное кодирование) и другие модули. , но в архитектуре кодирования HEVC все разделено на три основных блока, а именно: блок кодирования (CU), блок предсказания (блок предсказания, PU) и блок преобразования (блок преобразования, TU).

По сравнению с H.264 / AVC, H.265 / HEVC предоставляет больше различных инструментов для снижения скорости передачи данных. Что касается единицы кодирования, размер каждого макроблока (МБ) в H.264 составляет фиксированные 16x16 пикселей, а кодирование блок H.265 можно выбрать от самого маленького 8x8 до самого большого 64x64. В то же время режим внутреннего предсказания H.265 поддерживает 33 направления (H.264 поддерживает только 8) и обеспечивает лучшую обработку компенсации движения и методы векторного предсказания.

Тест сравнения качества показывает, что при том же качестве изображения, по сравнению с H.264, размер видео, закодированного H.265, будет уменьшен примерно на 39-44%. Когда скорость передачи данных снижается на 51-74%, качество видео, закодированного в H.265, может быть таким же или лучше, чем у видео, закодированного в H.264, что существенно лучше, чем ожидаемое отношение сигнал / шум (PSNR ).

Cравнение кодеков H.264 и H.265

H.264 AVC H.265 HEVC
Размер блоков Макроблок 16 х 16 Блоки с древовидной структурой
кодирования от 64х64 до 8х8
Блоки предсказания Разбиение до 4х4 От 64х64 до 4х4 +
ассиметричное предсказание
Блоки преобразования 8х8 и 4х4 32х32, 16х16, 8х8, 4х4 +
неквадратные преобразования
Обратное преобразование Деблокирующий фильтр Деблокирующий фильтр, SAO
Внутрикадровое предсказание 9 режимов 35 режимов
Компенсация движения Предсказание
вектора движения
Усовершенствованное
предсказание вектора движения
(пространственное и временное)
Глубина цвета 8 бит 10 бит
Энтропийное кодирование CABAC или CAVLC CABAC с применением
параллельных операций

Поддержка HEVC в протоколах

В протоколе HLS формат H.265 поддерживается уже очень давно. В протоколе MPEG-TS формат H.265 поддерживается. В протоколе RTSP H.265 поддерживается. Есть упаковка и в SDP, и в RTP.

Ключевые слова:
Transcoder

Пробная версия Flussonic Media Server

Отправляя заявку, вы соглашаетесь с правилами и правилами и условиями

Пожалуйста, заполните форму для получения бесплатного тестового ключа.

Если вы не получите от нас письмо в течение 30 мин, проверьте в спаме и добавьте наш адрес в избранные контакты.

Email: support@flussonic.com Phone: +7 (495) 481-37-63