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【H264】視訊編碼發展簡史

## 一、常見視訊編碼格式 編碼格式有很多,如下圖: ![H264_History_A.png](https://i.loli.net/2021/03/14/Mn6OEx8pXTRmUat.png)
目前比較常用的編碼有: - H26x系列:由ITU(國際電傳視訊聯盟)主導,側重網路傳輸 - MPEG系列:由ISO(國際標準組織機構)下屬的MPEG(運動圖象專家組)開發 - PV8/PV9:VP8 是類似於 H.264 的另一種視訊編碼,由 On2 公司開發。後來 Google 收購了 On2。主要應用在 webrtc 中,音視訊通話一般都是基於 webrtc 實現的 目前在這些眾多編碼格式中,做音視訊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。 ![H264_History_B.png](https://i.loli.net/2021/03/14/65BuObswlyKr2Dk.png)
> 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、視訊編碼發展簡史 ![H264_History_C.jpg](https://i.loli.net/2021/03/14/q1N7jvIJdQ8pgZb.jpg)
1984 年 CCITT 第 15 研究組釋出了數字基群電視會議編碼標準 H.120 建議。 1988 年 CCITT 通過了“p×64Kbps( p= 1,2,3,4,5,,,,30) ”視像編碼標準 H.261 建議, 被稱為視訊壓縮 編碼的一個里程碑。從此, ISO、ITU- T 等公佈的基於波形的一系列視訊編碼標準的編碼方法都是基於 H.261 中的混合編碼方法。 1986 年, ISO 和 CCITT 成立了聯合影象專家組( JPEG, Joint Photographic Experts Group),研究連續色調靜止影象壓縮演算法國際標準, 1992 年 7 月通過了 JPEG 標準。 1988 年 ISO/IEC 資訊科技聯合委員會成立了活動影象專家組( MPEG, Moving Picture Expert Group)。 1991 年公佈了 MPEG-1 視訊編碼標準,位元速率為 1.5Mbps,主要應用於家用 VCD 的視訊壓縮; 1994 年 11 月,公佈了 MPEG-2 標準, 用於數字視訊廣播( DVB)、家用 DVD 的視訊壓縮及高清晰度電視( HDTV)。位元速率從 4Mbps、15Mbps……直至 100 Mbps 分別用於不同檔次和不同級別的視訊壓縮中。 1995 年, ITU-T 推出 H.263 標準,用於低於 64 Kbps 的低位元速率視訊傳輸,如 PSTN 通道 中可視會議、多媒體通訊等。 1984 年和 2000 年又分別公佈了 H.263+、 H.263++ 等標準。 1999 年 12 月份, ISO/IEC 通過了“視聽物件的編碼標準”——MPEG4,它除了定義視訊壓縮編碼標準外,還強調了多媒體通訊的互動性和靈活性。 2003 年 3 月, ITU-T 和 ISO/IEC 正式公佈了 H.264 視訊壓縮標準,不僅顯著提高了壓縮比,而且具有良好的網路親和性,加強了對 IP 網、移動網的誤碼和丟包的處理。有人將 H.264 稱為新一代的視訊編碼標準。 2013 年 2 月,ITU-T 正式批准通過了 H.265/HEVC 標準,標準全稱為高效視訊編碼(High Efficiency Video Coding),相較於之前的 H.264 標準有了相當大的改善。H.265 旨在在有限頻寬下傳輸更高質量的網路視訊,僅需原先的一半頻寬即可播放相同質量的視訊。這也意味著,我們的智慧手機、平板機等移動裝置將能夠直接線上播放 1080p 的全高清視訊。H.265標準也同時支援 4K(4096×2160)和 8K(8192×4320)超高清視訊。可以說,H.265 標準讓網路視訊跟上了顯示屏“高解析度化”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(國際視訊解碼專家組)所制定的視訊編碼標準,都屬於目前世界上最重要的視訊解碼標準,廣泛應用於視訊儲存、廣播電視、網路等各類視訊傳輸流中(在 H.265 出現之前,H.264 幾乎是最著名的編解碼標準 —— 所有藍光播放器都必須能解碼 H.264)。 H.265 是基於 H.264 技術加以優化後的視訊編碼標準,在保留 H.264 技術特性的同時,進一步改善了碼流、編碼質量、延時和資料演算法之間的關係,效能相對更強。 在 1080P 為極致觀影追求的時代,H.264 是最理想的解碼方式,而隨著 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 編碼的視訊大小將減少大約 39-44%。 - 比起 H.264/AVC,H.265/HEVC 提供了更多不同的工具來降低位元速率,以編碼單位來說,H.264 中每個巨集塊(macroblock/MB)大小都是固定的 16×16 畫素,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 由於演算法優化,可以低於 1Mbps 的速度實現標清數字影象傳送;H.265 則可以實現利用 1~2Mbps 的傳輸速度傳送 720P(解析度 1280×720)普通高清音視訊傳送。 - H.265 的幀內預測模式支援 33 種方向(H.264 只支援 8 種),並且提供了更好的運動補償處理和向量預測方法。
**參考:** [H264系列--簡單的視訊編碼歷史介紹](https://www.jianshu.com/p/656e72cf4fef) [HEVC(H.265)與AVC(H.264)的區別與聯絡](https://www.jianshu.com/p/0845334b16dc)