【H264】视频编码发展简史

一、常见视频编码格式

编码格式有很多，如下图：

H264_History_A.png


目前比较常用的编码有：

  • H26x系列：由ITU（国际电传视讯联盟）主导，侧重网络传输

  • MPEG系列：由ISO（国际标准组织机构）下属的MPEG（运动图象专家组）开发

  • PV8/PV9：VP8 是类似于 H.264 的另一种视频编码，由 On2 公司开发。后来 Google 收购了 On2。主要应用在 webrtc 中，音视频通话一般都是基于 webrtc 实现的

目前在这些众多编码格式中，做音视频开发最关注的应该就是 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，两个其实是一样。

H264_History_B.png


有时候可以看到 H.264 会写成 MPEG-4/AVC。上面讲到 H.26X 系统由 ITU 主导开发，MPEG 系列由 ISO 主导开发。而 H.264 和 H.265 是由 ITU 和 ISO 共同开发的，H.264，H.265 是 ITU 组织对这两种编码格式的命名，MPEG-4/AVC，MPEG-4/HEVC 是 ISO 组织对这两种编码格式的命名。本质是差不多的编码格式，只是命名区别。


二、视频编码发展简史

H264_History_C.jpg


1984 年 CCITT 第 15 研究组发布了数字基群电视会议编码标准 H.120 建议。 1988 年
CCITT 通过了“p×64Kbps（ p＝ 1,2,3,4,5,,,,30） ”视像编码标准 H.261 建议， 被称为视频压缩
编码的一个里程碑。从此， ISO、ITU－ T 等公布的基于波形的一系列视频编码标准的编码方法都是基于 H.261 中的混合编码方法。

1986 年， ISO 和 CCITT 成立了联合图像专家组（ JPEG， Joint Photographic Experts Group），研究连续色调静止图像压缩算法国际标准， 1992 年 7 月通过了 JPEG 标准。

1988 年 ISO/IEC 信息技术联合委员会成立了活动图像专家组（ MPEG， Moving Picture
Expert Group）。 1991 年公布了 MPEG-1 视频编码标准，码率为 1.5Mbps，主要应用于家用 VCD 的视频压缩； 1994 年 11 月，公布了 MPEG-2 标准， 用于数字视频广播（ DVB）、家用 DVD 的视频压缩及高清晰度电视（ HDTV）。码率从 4Mbps、15Mbps……直至 100 Mbps 分别用于不同档次和不同级别的视频压缩中。

1995 年， ITU-T 推出 H.263 标准，用于低于 64 Kbps 的低码率视频传输，如 PSTN 信道
中可视会议、多媒体通信等。 1984 年和 2000 年又分别公布了 H.263+、 H.263++ 等标准。

1999 年 12 月份， ISO/IEC 通过了“视听对象的编码标准”——MPEG4，它除了定义视频压缩编码标准外，还强调了多媒体通信的交互性和灵活性。

2003 年 3 月， ITU-T 和 ISO/IEC 正式公布了 H.264 视频压缩标准，不仅显著提高了压缩比，而且具有良好的网络亲和性，加强了对 IP 网、移动网的误码和丢包的处理。有人将 H.264 称为新一代的视频编码标准。

2013 年 2 月，ITU-T 正式批准通过了 H.265/HEVC 标准，标准全称为高效视频编码（High Efficiency Video Coding），相较于之前的 H.264 标准有了相当大的改善。H.265 旨在在有限带宽下传输更高质量的网络视频，仅需原先的一半带宽即可播放相同质量的视频。这也意味着，我们的智能手机、平板机等移动设备将能够直接在线播放 1080p 的全高清视频。H.265标准也同时支持 4K（4096×2160）和 8K（8192×4320）超高清视频。可以说，H.265 标准让网络视频跟上了显示屏“高分辨率化”的脚步。


三、H.264与H.265的关联与区别

关联

H.265 与 H.264 同属于 ITU-T VCEG（国际视频解码专家组）所制定的视频编码标准，都属于目前世界上最重要的视频解码标准，广泛应用于视频储存、广播电视、网络等各类视频传输流中（在 H.265 出现之前，H.264 几乎是最著名的编解码标准 —— 所有蓝光播放器都必须能解码 H.264）。

H.265 是基于 H.264 技术加以优化后的视频编码标准，在保留 H.264 技术特性的同时，进一步改善了码流、编码质量、延时和数据算法之间的关系，性能相对更强。

在 1080P 为极致观影追求的时代，H.264 是最理想的解码方式，而随着 4K 成为行业大趋势，H.265 才是其最理想的搭档。


区别

  • H.265/HEVC 的编码架构与 H.264/AVC 的架构相似，主要也包含帧内预测、帧间预测、转换等。但 H.265/HEVC 包括编码单元（coding unit, CU）、预测单元（predict unit, PU）和转换单元（transform unit, TU）。
  • H.265 在相同的图象质量下，相比于 H.264，通过 H.265 编码的视频大小将减少大约 39-44%。
  • 比起 H.264/AVC，H.265/HEVC 提供了更多不同的工具来降低码率，以编码单位来说，H.264 中每个宏块（macroblock/MB）大小都是固定的 16×16 像素，而 H.265 的编码单位可以选择从最小的 8×8 到最大的 64×64。
  • H.264 由于算法优化，可以低于 1Mbps 的速度实现标清数字图像传送；H.265 则可以实现利用 1~2Mbps 的传输速度传送 720P（分辨率 1280×720）普通高清音视频传送。
  • H.265 的帧内预测模式支持 33 种方向（H.264 只支持 8 种），并且提供了更好的运动补偿处理和矢量预测方法。

参考：

H264系列--简单的视频编码历史介绍

HEVC（H.265）与AVC（H.264）的区别与联系


posted @ 2021-03-14 16:51  fengMisaka  阅读(1634)  评论(0)  编辑  收藏  举报