一、常見視頻編碼格式
編碼格式有很多,如下圖:
目前比較常用的編碼有:
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H26x系列:由ITU(國際電傳視訊聯盟)主導,側重網絡傳輸
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MPEG系列:由ISO(國際標准組織機構)下屬的MPEG(運動圖象專家組)開發
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PV8/PV9:VP8 是類似於 H.264 的另一種視頻編碼,由 On2 公司開發。后來 Google 收購了 On2。主要應用在 webrtc 中,音視頻通話一般都是基於 webrtc 實現的
目前在這些眾多編碼格式中,做音視頻開發最關注的應該就是 H.264/AVC 和 H.265/HEVC。其中 H.264 、H.265 是 ITU-T 的命名, AVC、HEVC 是 ISO 的命名,兩個其實是一樣。
有時候可以看到 H.264 會寫成 MPEG-4/AVC。上面講到 H.26X 系統由 ITU 主導開發,MPEG 系列由 ISO 主導開發。而 H.264 和 H.265 是由 ITU 和 ISO 共同開發的,H.264,H.265 是 ITU 組織對這兩種編碼格式的命名,MPEG-4/AVC,MPEG-4/HEVC 是 ISO 組織對這兩種編碼格式的命名。本質是差不多的編碼格式,只是命名區別。
二、視頻編碼發展簡史
1984 年 CCITT 第 15 研究組發布了數字基群電視會議編碼標准 H.120 建議。 1988 年
CCITT 通過了“p×64Kbps( p= 1,2,3,4,5,,,,30) ”視像編碼標准 H.261 建議, 被稱為視頻壓縮
編碼的一個里程碑。從此, ISO、ITU- T 等公布的基於波形的一系列視頻編碼標准的編碼方法都是基於 H.261 中的混合編碼方法。
1986 年, ISO 和 CCITT 成立了聯合圖像專家組( JPEG, Joint Photographic Experts Group),研究連續色調靜止圖像壓縮算法國際標准, 1992 年 7 月通過了 JPEG 標准。
1988 年 ISO/IEC 信息技術聯合委員會成立了活動圖像專家組( MPEG, Moving Picture
Expert Group)。 1991 年公布了 MPEG-1 視頻編碼標准,碼率為 1.5Mbps,主要應用於家用 VCD 的視頻壓縮; 1994 年 11 月,公布了 MPEG-2 標准, 用於數字視頻廣播( DVB)、家用 DVD 的視頻壓縮及高清晰度電視( HDTV)。碼率從 4Mbps、15Mbps……直至 100 Mbps 分別用於不同檔次和不同級別的視頻壓縮中。
1995 年, ITU-T 推出 H.263 標准,用於低於 64 Kbps 的低碼率視頻傳輸,如 PSTN 信道
中可視會議、多媒體通信等。 1984 年和 2000 年又分別公布了 H.263+、 H.263++ 等標准。
1999 年 12 月份, ISO/IEC 通過了“視聽對象的編碼標准”——MPEG4,它除了定義視頻壓縮編碼標准外,還強調了多媒體通信的交互性和靈活性。
2003 年 3 月, ITU-T 和 ISO/IEC 正式公布了 H.264 視頻壓縮標准,不僅顯著提高了壓縮比,而且具有良好的網絡親和性,加強了對 IP 網、移動網的誤碼和丟包的處理。有人將 H.264 稱為新一代的視頻編碼標准。
2013 年 2 月,ITU-T 正式批准通過了 H.265/HEVC 標准,標准全稱為高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding),相較於之前的 H.264 標准有了相當大的改善。H.265 旨在在有限帶寬下傳輸更高質量的網絡視頻,僅需原先的一半帶寬即可播放相同質量的視頻。這也意味着,我們的智能手機、平板機等移動設備將能夠直接在線播放 1080p 的全高清視頻。H.265標准也同時支持 4K(4096×2160)和 8K(8192×4320)超高清視頻。可以說,H.265 標准讓網絡視頻跟上了顯示屏“高分辨率化”的腳步。
三、H.264與H.265的關聯與區別
關聯
H.265 與 H.264 同屬於 ITU-T VCEG(國際視頻解碼專家組)所制定的視頻編碼標准,都屬於目前世界上最重要的視頻解碼標准,廣泛應用於視頻儲存、廣播電視、網絡等各類視頻傳輸流中(在 H.265 出現之前,H.264 幾乎是最著名的編解碼標准 —— 所有藍光播放器都必須能解碼 H.264)。
H.265 是基於 H.264 技術加以優化后的視頻編碼標准,在保留 H.264 技術特性的同時,進一步改善了碼流、編碼質量、延時和數據算法之間的關系,性能相對更強。
在 1080P 為極致觀影追求的時代,H.264 是最理想的解碼方式,而隨着 4K 成為行業大趨勢,H.265 才是其最理想的搭檔。
區別
- H.265/HEVC 的編碼架構與 H.264/AVC 的架構相似,主要也包含幀內預測、幀間預測、轉換等。但 H.265/HEVC 包括編碼單元(coding unit, CU)、預測單元(predict unit, PU)和轉換單元(transform unit, TU)。
- H.265 在相同的圖象質量下,相比於 H.264,通過 H.265 編碼的視頻大小將減少大約 39-44%。
- 比起 H.264/AVC,H.265/HEVC 提供了更多不同的工具來降低碼率,以編碼單位來說,H.264 中每個宏塊(macroblock/MB)大小都是固定的 16×16 像素,而 H.265 的編碼單位可以選擇從最小的 8×8 到最大的 64×64。
- H.264 由於算法優化,可以低於 1Mbps 的速度實現標清數字圖像傳送;H.265 則可以實現利用 1~2Mbps 的傳輸速度傳送 720P(分辨率 1280×720)普通高清音視頻傳送。
- H.265 的幀內預測模式支持 33 種方向(H.264 只支持 8 種),並且提供了更好的運動補償處理和矢量預測方法。
參考: