视频编码压缩新标准H.265为何胜过H.264

在我们以往的应用中，H.264经常作为当前最为先进的压缩标准出现。比起此前的压缩标准，H.264具有很高的压缩性能。比如，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比率是MPEG2的2倍以上，而对于MPEG4的压缩效果，也达到了1.5倍-2倍的范围。相比较H.264，新出台的H.265能否胜任新的视频编码标准职责?
H.264尚能饭否，H.265已来救场?
其实，究其压缩比为何如此之高，其主要原因在于低码率。与MPEG2和MPEG4相比，H.264压缩技术大大地降低了用户的下载时间和数据流量。此外，H.264还具有高质量的流畅图像，正是因为如此，经过H.264压缩的视频数据，在网络传输过程中所需的带宽更低，也更加经济。按理说，H.264的出现几乎已经能够满足我们使用中的所有基本需求，那么，H.265的出现又到底打算扮演一个什么样的角色呢?
据了解，H.265是ITU-TVCEG继H.264之后所制定的新的视频编码标准。前者在技术上，围绕着现有的视频编码标准H.264，在保留原来的一些成熟技术的基础上，对一些其他的技术加以改进。比如说，在提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力等，以及减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度等。
H.265技术优势
1、更大的宏块和变换块。相对于H.264的4×4、8×8、16×16宏块类型，H.265引入了32×32、64×64甚至于128×128的宏块，目的在于减少高清数字视频的宏块个数，减少用于描述宏块内容的参数信息，同时整形变换块大小也相应扩大，用于减少H.264中变换相邻块问的相似系数。
2、使用新的MV(运动矢量)预测方式。区别于H.264基于空间域的运动矢量预测方式，H.265扩充更加多的方向进行帧内预测，同时将预测块的集合由原来的空间域扩展到时间域及空时混合域，通过率失真准则计算后选择最佳的预测块。使用该方法，在基本模式下测试，在与H.264相同质量的情况下，得到平均为6.1%的压缩增益，复杂图像的压缩增益甚至能提高到20%。
3、更多的考虑并行化设计。当前芯片架构已经从单核性能逐渐往多核并行方向发展，H.265引入了Entropyslice、WPP等并行运算思路，使用并行度更高的编码算法，更有利于H.265在GPU/DSP/FPGA/ASIC等并行化程度非常高的CPU中快速高效的实现产业化。
4、H.265更快、更强。高清视频在安防监控中的应用越来越普及，由此带来了存储成本与空间的急剧上升。与正在使用的H.264编码技术相比，H.265的高压缩率特性能够节省一半左右的存储空间，从而显著降低了视频的存储成本。随着半导体技术的发展，解决了H.265计算复杂度瓶颈后，在超高清监控应用方面，像H.264替换MPEG-2一样，H.265必然会替换现在的H.264技术。
而今，人们日益希望随时随地通过任何终端都能更便捷地获取所需内容与服务。LTE等4G无线技术以更低的每比特成本支持高得多的容量，从而提高了视频业务的商用可行性。预计未来几年将要求视频内容的带宽进一步降低，运营商将获得所需的解决方案和网络灵活性，以经济高效地向用户提供真正的移动视频和多媒体体验。另外，移动终端的显示屏技术正向着超高ppi与超高清分辨率的方向发展。因此，H.265的高压缩率特性，将进一步促使高清甚至超高清视频在4G网络下流畅传输的应用普及。
多核处理器以高性能、低功耗优势正逐步取代传统的单处理器成为市场的主流。随着应用需求扩大和技术进步，多核必将展示出其更为强大的性能优势。H.265视频编码技术在设计时就将并行实现考虑在内。新添加的Tile划分机制使得以往的slice、帧或GOP为单位的粗粒度数据并行机制更加适合于同构多核处理器上的并行实现。Dependentslice和WPP机制解决了以往H.264等编码技术中熵编码环节无法并行实现的问题，使得整个编解码过程中DCT、运动估计、运动补偿、熵编码等任务模块的划分更加均衡，显著提高并行加速比。