HEVC是什么.265)?

This is another installment in our series of “什么是...?" 文章, 旨在提供定义, 历史, 以及围绕在线视频行业的重要术语和问题的背景.

HEVC (H.265行政摘要

H.265/High Efficiency Video Coding (HEVC) is the successor codec to H.264, 像H一样.是由……联合开发的 ISO/IEC运动图像专家组和ITU-T视频编码专家组(VCEG). 新编解码器的主要目标是压缩效率比H.264 and support for resolutions up to 8192x4320.

HEVC技术背景

By way of background, the ITU-T began development of a successor to H.264 in 2004, while ISO/IEC began working in 2007. 2010年1月, the groups collaborated on a joint Call for Proposals, 在MPEG会议上达到高潮 & VCEG Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) 2010年4月，采用了HEVC (High Efficiency Video Coding)这个名称作为编解码器.

10月, 2010, the JCT-VC produced the first working draft specification, 标准草案——基于8个工作规范草案——于7月获得批准, 2012. 1月25日, 2013, 国际电联宣布，HEVC已在ITU- t替代批准程序中获得第一阶段批准(同意), 同时，MPEG宣布HEVC在MPEG标准化进程中已被提升到国际标准最终草案(FDIS)状态.

在本质上, 这意味着规范的初始版本被冻结，以便多个供应商可以最终确定他们的第一个HEVC产品. 目前的实现包括一个支持8位4:2:0视频的主配置文件, 具有10位支持的主10配置文件, 以及用于静态数字图像的主静态图像配置文件，其使用与视频“内部”图像相同的编码工具.

HEVC将继续前进, 12位视频和4:2:2和4:4:4色度格式的扩展工作已经开始, as well as incorporating scalable video coding and 3D video into the spec.

HEVC (H.265)的作品

像H.264和MPEG-2, HEVC使用三种框架类型, I-, 一组图片中的B帧和p帧, incorporating elements of both inter-frame and intraframe compression. HEVC incorporates numerous advances, including:

编码树块:其中H.264 used macroblocks with a maximum size of 16x16, HEVC使用编码树块, 或施, 最大尺寸为64x64像素. 当编码更大的帧大小(如4K分辨率)时，更大的块大小更有效. 如图1所示.

图1. Larger blocks sizes enhance 编码 efficiency. Images from HEVC webinar by 基本技术, 可以按需.

更多内部预测方向:其中H.264使用了9个帧内预测方向, HEVC可以使用超过35, 添加更多潜在的参考像素块，从而提高帧内压缩的效率(参见图2), 从一个 Ateme演讲). 显而易见的代价是在额外的方向上搜索所需的额外编码时间.

图2. 搜索ing is expanded to find more reference pixel blocks.

其他进步包括.

自适应运动矢量预测，它允许编解码器找到更多的帧间冗余
优越的并行化工具, 包括波前并行处理, for more efficient 编码 in a multi-core environment
熵编码只有CABAC，没有更多的CAVLC
改进了去块滤波器，并创建了第二个滤波器，称为样本自适应偏移，进一步限制了沿块边缘的工件

HEVC (H.265)结果请

有许多已发表的白皮书和演示文稿集中于比较HEVC和HEVC的质量. H.264和MPEG-2. One of the most oft-cited sources is an article entitled, 视频编码标准的编码效率比较——包括高效视频编码(HEVC), 哪个报告PSNR(峰值信噪比)比较和主观评价的结果. 该报告研究了多种场景，包括互动和娱乐应用程序.

与娱乐相关的比较, 该研究编码了多个分辨率从832x480 (480p)到1920x1080 (1080p)的片段。. 对于psnr相关的测试，该研究使用四种不同的技术编码文件，HEVC, H.264, MPEG-4和H.263, until all files had the same PSNR value.

HEVC表1

表1. HEVC效率与H.264, H.263 and MPEG-4 using PSNR values in entertainment applications.

然后，研究人员向观众展示了用H.264 and HEVC and asked them to grade the results. 从这些测试中, 研究人员总结道, 用HEVC编码的测试序列的比特率比H编码的平均比特率低53%.264/MPEG-4 AVC HP编码实现了大致相同的主观质量."

另一篇文章即将推出的HEVC视频压缩标准的主观质量评价"，比较H.264 and HEVC using both PSNR and subjective comparisons. 研究得出结论:

测试结果清楚地表明压缩性能有了实质性的改善, 与AVC相比... For the natural contents considered in this study, 基于主观结果的比特率降低范围为51%至74%，而基于PSNR值的预测降低仅在28%至38%之间. 这种差异主要是由于PSNR没有考虑到人类视觉系统的饱和效应. PSNR也没有捕捉到工件的全部性质:AVC压缩序列表现出块性，而HEVC压缩倾向于平滑内容, 这就没那么烦人了. For the synthetic content considered in this study, 基于主观结果可以实现75%的比特率降低，而基于PSNR值的预测降低为68%.

It's reasonable to be at least a little skeptical of such results, 因为这些比较主要是由为HEVC做出贡献的技术人员进行的, 使用尚未发布销售或(在大多数情况下)甚至用于通用beta测试的编码器. 不愿透露姓名, 一家主要编码厂商的CTO估计，HEVC可以在1080p分辨率的相同质量水平下将文件大小减少30%, 在更高的分辨率下进一步增加.

HEVC (H)在哪里.265)玩?

回放统计数据更难获得. 然而，多家公司已经在平板电脑上演示了HEVC播放，包括 Qualcomm 在Android平板电脑上 1.5 GHz高通骁龙S4 双核处理器. 请注意, 然而, 视频的分辨率只有480p, 这对于平板显示器来说是有意义的，但距离HEVC设计的4K视频还很远. 在2012年的PBS技术会议上爱立信表示估计编码HEVC可能需要高达10倍的计算复杂度，解码时的复杂度是2 -3倍.

根据一份题为消费类设备中的HEVC解码高级分析师米歇尔·亚伯拉罕来自多媒体研究小组据估计，在2011年和2012年出货的消费者设备中，能够通过软件升级进行HEVC播放的设备总数约为1台.4 billion, with over a billion more expected to be sold in 2013.

图3. Unit shipment so HEVC-capable consumer devices (after software upgrades).

根据亚伯拉罕, 在编制这些统计数据时，她假设每年出货的所有个人电脑都能使用HEVC. 该报告还列出了HEVC解码平板电脑的出货量汇总表, 便携式媒体播放器, 流媒体播放器, 视频游戏机, 蓝光播放器, 数字电视机, 还有机顶盒.

Despite this significant installed base, analyst 霜 & 沙利文相信 HEVC adaption is at least five years away for consumer content services. 延迟HEVC适应的因素包括最近许多付费电视运营商对AVC设备的重大投资, 在OTT编码和部署生态系统中缺乏对HEVC的广泛支持, HEVC编码和解码芯片部署缓慢，以保持现有AVC芯片组的盈利能力.

根据弗罗斯特 & 沙利文副总裁丹·雷伯恩, HEVC的初始部署将出现在企业视频会议等闭环解决方案中, 远东地区的超高清服务, and low-bandwidth video-on-demand services worldwide, 由于部署较低带宽的HEVC视频可能节省成本. Rayburn预计卫星直接到户(DTH)服务提供商将在2014-2015年期间开始推出HEVC设备, 预计将在2015年推出一些试点数字地面电视(DTT)频道. 然而，总的来说，他总结道:

虽然某些应用将比标准更快地接受HEVC, HEVC编码和解码核心将在2014年成熟, 我们预计将在2017年左右，第一代hevc产品的全面生态系统将进入市场. 此外, we expect AVC to remain in widespread use even in 2018, 尽管到那时它肯定会被认为是一种商品技术——就像今天的MPEG-2一样.

HEVC (H.版税将适用

One factor 那 may slow HEVC adaption is uncertainty surrounding royalties. 像H.264, many of the technologies contributing to HEVC are patented, 专利所有者将要求对其知识产权的使用进行补偿. 2012年6月， MPEG LA, a leading packager of patent pools, and the organizer of the H.264专利池; announced a call for patents essential to HEVC, and a third meeting of the 25 respondents occurred in February, 2013.

然而, 据MPEG LA官方称, 对于版税指导方针的发布没有固定的时间表，甚至没有保证一个专利组织将会合并, 因为还有其他包装商, or the respective owners could decide to assert their rights individually. 一些细分市场, 最值得注意的是芯片, 编码, 以及其他基础设施供应商, 面对这种不确定性，他们是否会继续推进hevc相关的努力，而只是保留潜在的版税. 然而, 其他部分, 特别是免费流媒体内容的分销商，他们追求HEVC提供的带宽节省, will almost certainly wait until royalties are known.

HEVC即将迎来竞争.265)?

这些版税使得像谷歌VP9这样的竞争性技术值得一提, 尤其是自从谷歌加入 VP9解码到测试版的Chrome 2012年12月，与Opus编解码器编码的音频流的新解码器一起发布. 根据… 谷歌表示在…制造互联网工程专责小组会议将于11月在亚特兰大举行, 2012, the goal of VP9 was similar quality as HEVC at lower data rates. 在一个 requirements document available on the WebM website, 谷歌表示，除非VP9的质量比VP8提高50%，而解码复杂度只提高40%，否则VP9不会上市, 而HEVC是200%到300%.

作为编解码器，VP8 解析:选b.264, producing virtually the same quality at all tested data rates. 然而, 多重因素注定了VP8的失败, 包括苹果拒绝在iOS设备或Safari上启用VP8播放, 那微软拒绝包含回放 Internet Explorer 9那个H.264是ITU/MPEG的联合标准，它进入市场的时间比H.264.

Many of these same factors are still in play: while 苹果有望接受HEVC, it's unlikely 那 it will support VP9 for the same reasons the company refused to support VP8; also, there are potential intellectual property issues. 除了, HEVC是一个联合标准, 因此，在芯片对编码和回放的支持方面，它已经有了一个巨大的开端. Both VP9 and HEVC should appear on the market around the same time, 然而, 这可能会给VP9比VP8更大的机会.

Regarding the intellectual property issues: on February, 2011, MPEG LA发布了VP8专利申请2011年7月， 12个政党已经站出来. 仍然, there's no further progress reported on the MPEG LA website, and our MPEG LA contact confirmed 那 there was nothing new to report.

HEVC (H.265)

当然，就像《百家乐app下载》里的雷伯恩 & 沙利文指出, 在完整的编码/解码/传输基础设施到位之前，HEVC无法部署. 一些编码供应商，比如基本技术, 是否宣布所有现有的编码器都将在未来的某个时候通过软件升级来支持HEVC. Before purchasing an enterprise-class or even desktop encoder going forward, ask whether or not the encoder will support HEVC going forward, 以及这种支持需要多少钱.

除此之外，HEVC大量可用性的前体取决于市场. 例如，在视频会议中，它是实时HEVC编码器和解码器的可用性. 在流媒体领域, the playback side is always the driving force, 因为很少有制作人会将其编码为一种新的格式，直到它能够可靠地为一群有意义的观众播放.

For general-purpose streaming, it's hard to get excited about HEVC without:

来自MPEG LA的一套版税政策
在Flash player或Silverlight player等播放器中通过HEVC无处不在的播放(微软和Adobe都没有回应有关是否或何时可能发生这种情况的信息请求)
The incorporation of HEVC playback into the iOS or Android platforms, 要么通过应用程序，要么通过操作系统升级, 并明确指出哪些已安装的设备将在这些升级后支持hevc(考虑到两家公司的长期政策是不对未来技术发表评论), 以及他们与媒体打交道时那种像黑色墨水一样的不透明, 我们甚至都没有问)
可集成到OTT机顶盒中的廉价解码硅的可用性, 或者宣布一些现有的OTT机顶盒可以通过固件或软件升级来进行HEVC播放

结论

之间的 NAB (2013年4月)和 IBC (2013年9月)预计将有一系列hevc相关技术和产品发布. 在那段时间里, 第一波支持HEVC的编码器和解码器也将进入市场, making it possible to gauge the technology's real world performance, 好处, 成本, and the interoperability of the encoded HEVC streams.

直到那时，就像冰霜一样 & 沙利文的报告显示, 从微观而不是宏观的角度考虑HEVC的适应是最有意义的, since the precursors and economic drivers are different in each market. 而围绕HEVC不可避免的通用话题必然会达到卡佩尼克式的比例, what matters is how these announcements impact the markets 那 you serve.