[译] H.264和H.265的区别

原文: https://www.gumlet.com/learn/h264-vs-h265/

H.264和H.265是视频流界最常用的编解码器。这是一个详细的指南,探讨了H.264和H.265之间的差异。

什么是视频编解码器?

术语编解码器是单词“编码器(encoder)”和“解码器(decoder)”(或“压缩器(compressor)”“解压缩器(decompressor)”)的组合。 因此,简单地说,视频编解码器是用于压缩和解压缩数字视频文件的硬件或软件——本质上是为了使它们更小并在不影响质量的情况下简化它们的传输。

正因为如此,视频编解码器与视频流的世界密不可分。编解码器技术有助于创建、编辑、传输和流式传输数字视频的每一步。随着流媒体的发展,编解码器及其能力也在发展。虽然有多种编解码器可用,但H.264和H.265是最常用的编解码器。因此,经常会混淆两种编解码器中的哪一种更好。 H.264与H.265的效果如何?

在本文中,我们将简要介绍H.264和H.265编解码器,然后我们将在以下重要参数上比较这两种编解码器:

  • 压缩比(Compression ratio)
  • 视频质量(Video quality)
  • 文件大小(File size)
  • 兼容性(Compatibility)
  • 性能(Performance)

什么是H.264编解码器?

H.264编解码器非常有用和流行。它提供复杂的压缩级别,质量损失最小。H.264也不需要极高的计算能力。这使许多计算机硬件能够对H.264的硬件或软件辅助版本的视频数据进行编码。

H.264,也称为高级视频编码(AVC),通过使用基于运动压缩、面向块的视频压缩标准处理视频帧来工作。这些单元称为宏块,它们由16x16像素样本组成。这可以进一步细分为块和预测块。继续阅读以下文章,深入了解H.264的技术细节。

总体而言,H.264编解码器提供的比特率远低于其前身,并且仍被不同的流媒体源使用。

什么是H.265编解码器?

H.265是H.264的升级和更高级的版本。也称为高效视频编码(HEVC),它支持比H.264进一步减小文件(码流)的大小,因此流式传输和传输视频所需的带宽更少。

与H.264的宏块方法不同,H.265使用编码树单元(CTU)处理信息。宏块的限制是它们可以跨越4x4或16x16大小,但CTU可以处理多达64x64的块,这有助于提高压缩效率。除了CTU大小的这种修改之外,HEVC还支持比其前身改进的运动压缩和空间预测。因此,HEVC需要更高的计算能力才能压缩数据。请阅读以下文章,了解H.265编解码器的技术概述!

有了基础知识,现在让我们看看H.264与H.265编解码器之间的区别!

H.264编解码器与H.265编解码器—它们有何不同?

H264 vs H265

以下是两种编解码器的一些重要比较点:

压缩比

压缩比是区分H.264和H.265编解码器的主要因素。与AVC相比,H.265(又名 HEVC)提供了两倍的编码效率。 这意味着HEVC在提供相同编码质量的同时节省了大约50%的比特率。更具体而言,H.265的平均比特减少在4K UHD时为65%,在1080p时为60%,在720p时为58%,在480p时为50%。

视频质量

H.264和H.265编解码器在相同比特率下的视频质量存在很大差异。在H.264中,块的边界可能会失真。这是因为每个宏块是固定的,每个宏块的数据是相互独立的。另一方面,使用H.265时,图像更清晰、更详细,并且具有更少的阻塞和伪影。这是因为它根据区域信息确定CTU的大小。因此,H.265在压缩时优于H.264,具有更好的图像质量。

文件(码流)大小

编解码器对数字视频的压缩程度与需要传输或流式传输的最终文件大小直接相关。带宽越小,文件大小越低。通常,H.264编解码器生成的视频比H.265生成的视频大1-3倍。 因此,在文件大小和保存大文件的有限存储空间方面,H.265胜过H.264。

兼容性

在兼容性方面,AVC胜过HEVC,与AVC相比,HEVC的普及程度相当落后。如果100个设备和平台支持H.264编解码器,您会发现只有30个相应的设备和平台支持H.265。您不能否认H.265是未来的编解码器,并且缓慢但肯定地,更多的平台和设备将适应H.265。

性能

关于整体性能比较,H.265无疑胜过H.264,但这并非没有它的背景。H.264具有适用于几乎所有常见设备的日常用例。然而,HEVC编码需要高计算能力。因此,HEVC可以比AVC更有效地压缩视频,同时保持相同水平的图像质量。H.264性能达不到4K流媒体的标准,但HEVC做到了这一点。

H265 Decode Performance

H.264和H.265的综合比较

除了上面讨论的之外,这里还有一些比较点来详细说明 H.264与H.265:

类型H.264/AVCH.265/HEVC
名字MPEG-4 Part 10 AVCMPEG-H, HEVC, Part 2
发布时间20042013
继承者MPEG-2 Part 2MPEG 4 AVC, H.264
用例蓝光光盘。
从 YouTube、Vimeo等流式传输数字视频。
HDTV通过有线、地面和卫星进行广播。
高清视频:4K、8K等分辨率。
下一代高清电视和卫星电视。
重大改进与前代产品相比,比特率降低了40-50%。
简化了广播和在线媒体的高清内容交付。
在不影响视频质量的情况下,比特率降低 40-50%,如 H.264。
为广播和 OTT 实现 UHD、2K、4K 的潜力。
规格最高支持 4K。
最高支持 59.94 fps。
21 个Profile和17个Level。
最高支持 8K 超高清电视。
最高支持 300 帧/秒。
3 个标准的Profile,13个Level。
缺点由于高比特率要求,无法提供 4K 或 8K 内容。 帧率支持也很低。由于昂贵的运动估计和较大的预测单元,计算成本很高。

总结

简而言之,H.264和H.265编解码器的视频压缩效率不同。H.265提供比H.264更有效的资源和带宽,从而减少最终托管数字文件的服务器的压力。从长远来看,所有这些都降低了总体成本。正如您所读到的,HEVC也并非没有缺点,尽管它取得了所有进步,但它确实有一些缺点需要牢记。这些不是破坏交易的因素,但最好将它们牢记在心以全面了解它们。。

除了以较低的比特率提供更高的分辨率外,HEVC还提供了改进的色域,比以往任何时候都提高了图像质量。如果您当前正在使用H.264编解码器,最好为您的视频内容或视频流项目尝试H.265!