1. H265编码基础：HEVC标准概述、与H264的对比、编码框架与块结构

各位同学好，我是老张。做视频编码这行十几年了，从H.264一路摸爬滚打到H.265。今天咱们聊聊HEVC的基础，也就是H.265。说实话，我刚接触H.265那会儿，也被它那一堆新概念搞得头大。但后来发现，只要把核心逻辑理清楚，这东西其实没那么玄乎。

H.265/HEVC，全称是High Efficiency Video Coding。说白了，就是比H.264更高效的压缩标准。2013年正式发布，目标是——在同等画质下，码率再砍一半。

为什么会这样？因为视频分辨率从1080p往4K、8K跑了，H.264扛不住了。我记得2015年做第一个4K项目时，用H.264压出来的码率，带宽根本撑不住。那时候我就知道，H.265是必然的选择。

HEVC的核心目标：相比H.264，在相同主观画质下，码率降低50%。

当然，代价是计算复杂度翻了好几倍。嗯，这里要注意——编码器变慢了，解码器也得跟着升级。所以H.265的普及，其实是硬件解码能力跟上之后才真正开始的。

我经常被问到：H.265比H.264强在哪？咱们直接看对比表，一目了然。

你看，从块结构到预测模式，H.265几乎全面升级。我个人习惯把H.265看作H.264的「全面进化版」——不是小修小补，而是底层逻辑的重构。

我的经验：如果你手头有H.264的编码基础，学H.265会快很多。核心思想没变——预测+变换+量化+熵编码，只是每个环节都做得更精细了。

H.265的编码框架，说白了还是那套混合编码架构。我画了一张图，帮你把整个流程串起来。

整个流程其实就五步：预测、残差、变换、量化、熵编码。H.265在这五步上都做了升级。比如预测更精细了，变换尺寸更灵活了，量化矩阵也更智能了。

我曾经在一个项目中，为了压一个4K的纪录片，反复调参。最后发现，问题出在预测模式的选择上——H.265的35种帧内模式，选对了，码率能省一大截。

H.265最核心的变化，就是块结构。H.264用的是16×16的宏块，固定大小。H.265换成了CTU（Coding Tree Unit），最大可以到64×64。

你想想看，一个64×64的块，比16×16大了16倍。对于平坦区域（比如天空、墙面），一个大块就能搞定，码率自然省下来了。

关键概念：CTU（编码树单元）是H.265的基本处理单元，最大64×64。CTU可以递归划分为更小的CU（编码单元），划分方式采用四叉树结构。

H.265的块结构分三层：

这三层可以不一样大。举个例子：一个64×64的CU，PU可能分成两个32×64，TU又可能分成多个8×8。这种灵活性，是H.264完全做不到的。

避坑指南：我曾经在调优时，把CTU设成64×64，结果编码速度慢得离谱。后来发现，对于1080p以下的分辨率，32×32的CTU其实更划算。不是越大越好，得看场景。

H.265的块划分，用的是四叉树递归。什么意思？就是一个CTU，可以分成四个子块，每个子块又可以继续分，直到最小8×8。

我画个图帮你理解：

这种递归划分的好处是——纹理复杂的地方用小块，平坦的地方用大块。编码器会算一个RD cost（率失真代价），选最优的划分方式。

注意：四叉树划分深度越深，编码越精细，但计算量也越大。实际项目中，我一般限制最大深度为3或4，再深收益就不明显了。

好了，咱们捋一下这章的核心：