Auch bekannt als High Efficiency Video Coding (HVEC) und MPEG-H Teil 2, H.265 H.265 ist ein Videokompressionsstandard, der für die neuesten Generationen hochauflösender Videos entwickelt wurde. Er ist der Nachfolger des weit verbreiteten H.264-Codecs (auch AVC oder MPEG-4 Part 10 genannt) und bietet einige wesentliche Verbesserungen gegenüber diesem in die Jahre gekommenen Kompressionsverfahren. H.265 wurde vom Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) entwickelt, einer Gruppe von Videocodierungsexperten, die bereits 2010 mit der Arbeit an dem Kompressionsstandard begannen.
Warum ist H.265 besser als H.264?
Der H.265-Codec bietet einige wesentliche Verbesserungen gegenüber dem H.264-Codec, der in den frühen Tagen des Jahres 2003 entwickelt wurde. Es gibt noch weitaus mehr Verbesserungen, die wir hier behandeln könnten, aber dies sind die wichtigsten Neuerungen für die Verbraucher.
Bessere Kompression
H.265 bietet eine deutlich verbesserte Komprimierung gegenüber H.264. Der neuere Codec erreicht eine nahezu doppelt so hohe Komprimierung wie sein Vorgänger. Mit H.265 benötigt ein Video mit gleicher Bildqualität nur noch die Hälfte des Speicherplatzes. Alternativ kann ein Video mit gleicher Dateigröße und Bitrate eine deutlich bessere Bildqualität aufweisen. Diese Verbesserung resultiert unter anderem aus der größeren Makroblockgröße. H.264 unterstützt lediglich 16 x 16 Pixel große Makroblöcke, die für eine effiziente Kodierung bei hochauflösenden Videos zu klein sind. H.265 hingegen bietet 64 x 64 Pixel große Makroblöcke (jetzt Coding Tree Units oder CTUs genannt), was eine höhere Kodierungseffizienz in allen Auflösungen ermöglicht.
Verbesserte Bewegungsvorhersage innerhalb eines Einzelbildes
Die Videokomprimierung basiert auf der Vorhersage von Bewegungen zwischen Einzelbildern. Wenn sich ein Pixel nicht ändert, kann ein Videocodec Speicherplatz sparen, indem er darauf verweist, anstatt es neu zu berechnen. Eine verbesserte Bewegungsvorhersage führt somit zu kleineren Dateien und höherer Komprimierungsqualität. Neben den verbesserten Komprimierungsstandards in H.265 finden sich auch deutliche Verbesserungen bei der Bewegungsvorhersage und -kompensation.
Verbesserte Intraframe-Vorhersage
Die Videokomprimierung profitiert auch von der Analyse von Bewegungen innerhalb einzelner Frames, wodurch sich einzelne Videobilder effizienter komprimieren lassen. Dies wird erreicht, indem Pixel mithilfe einer mathematischen Funktion anstatt ihrer tatsächlichen Werte beschrieben werden. Die Funktion benötigt weniger Speicherplatz als Pixeldaten, was die Dateigröße verringert. Allerdings muss der Codec eine ausreichend komplexe mathematische Funktion unterstützen, damit diese Technik wirklich effektiv ist. Die Intraframe-Prädiktionsfunktion von H.265 ist deutlich detaillierter als die von H.264 und ermöglicht 33 Bewegungsrichtungen im Vergleich zu den neun Richtungen von H.264.
Parallelverarbeitung
H.265 verwendet Kacheln und Segmente, die unabhängig vom Rest eines Bildes dekodiert werden können. Dadurch lässt sich der Dekodierungsprozess auf mehrere parallele Threads verteilen, wodurch die effizienteren Dekodierungsmöglichkeiten moderner Mehrkernprozessoren genutzt werden. Angesichts steigender Videoauflösungen ist diese Effizienzsteigerung unerlässlich, um Videos auch auf leistungsschwächerer Hardware in flüssiger Wiedergabe zu dekodieren.
Höhere maximale Rahmengröße
Die Welt wird immer hochauflösender, und H.265 unterstützt das. Mit H.265 lassen sich Videos mit bis zu 8K UHD (8192 × 4320 Pixel) kodieren. Aktuell können nur wenige Kameras 8K-Videos aufnehmen, und nur sehr wenige Monitore können diese Auflösung darstellen. Doch so wie HD heute Standard ist, können wir davon ausgehen, dass 4K und schließlich auch 8K eine ähnliche Bedeutung erlangen werden.
Hardwareunterstützung
Der H.265-Codec wird von der aktuellen Generation von Intel-Prozessoren unterstützt. Die Kaby-Lake-Prozessoren verfügen über spezielle Befehlssätze zum Codieren und Decodieren von H.265-Videos, ebenso wie zukünftige Generationen. Dies verschafft dem Codec im Vergleich zu anderen hochauflösenden Videocodecs einen deutlichen Geschwindigkeits- und Stabilitätsvorteil. Angesichts der Popularität und der technischen Überlegenheit des H.264-Codecs ist es nicht verwunderlich, dass Intel seine Hardware-Ressourcen in dessen Nachfolger investiert.
Natürlich ist die Nutzung von H.265 dadurch nicht auf Kaby-Lake-Prozessoren beschränkt, aber Computer mit Kaby-Lake-Chips werden H.265-Videos flüssiger wiedergeben. Angesichts des erheblichen Rechenaufwands für die Kodierung und Dekodierung hochauflösender H.265-Videos könnte dies einen wesentlichen Unterschied zwischen hardware- und softwarebasierten Implementierungen von H.265 ausmachen.
Fazit: Wo kommt H.265 vor?
H.265 ist zwar noch weniger verbreitet als H.264, gewinnt aber rasant an Marktanteilen. Apples neues iPhone- und iPad-Betriebssystem iOS 11 speichert alle Videodateien in H.265. Die neueste Generation der MacBook Pros unterstützt dank Kaby-Lake-Prozessoren die Dekodierung dieses Codecs. Das Videoformat wird außerdem in Apples tvOS und im Safari-Webbrowser für Videostreaming verwendet.
Erst letzten Monat veröffentlichte Microsoft eine kostenlose Erweiterung für Windows 10, die die H.265-Videodekodierung ermöglicht. Netflix streamt seine 4K-Inhalte auf kompatibler Hardware mit dem H.265-Codec. YouTube hingegen verwendet nicht H.265, sondern setzt auf das konkurrierende VP9-Komprimierungsverfahren.
Aufgrund der höheren Effizienz von H.265 ist es jedoch wahrscheinlich, dass dieser Codec in den kommenden Jahren den Markt dominieren wird.