Die H.264 und H.265 Videocodierungsstandards wurden von der ITU-T Video Coding Experts Group entwickelt. Während H.264 bereits 2003 veröffentlicht wurde und bis heute weit verbreitet ist, wurde H.265 aufgrund der steigenden Anforderungen der Videoüberwachungstechnik 2013 eingeführt.

Obwohl H.265 auf H.264 aufbaut, bietet es durch fortschrittlichere Technologien eine höhere Kompressionsrate, bessere Bildqualität und geringere Latenz. In diesem Artikel erklären wir, was der Unterschied zwischen H.264 und H.265 ist und welcher für welche Anwendungen besser geeignet ist.

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H.264 vs H.265: Bildblock

H.265 verwendet im Vergleich zu H.264 fortschrittlichere und flexiblere Codierungseinheiten.

Während H.264 jedes Videobild in sogenannte Makroblöcke fester Größe (maximal 16x16 Pixel) unterteilt, setzt H.265 auf sogenannte Codierbaumblöcke. Die Größe und Form dieser Blöcke ist variabel und wird je nach der Informationsmenge in dem jeweiligen Bereich des Bildes angepasst. Dabei können die Blöcke eine Größe von 8x8 Pixel bis hin zu 64x64 Pixel annehmen.

Durch die Verwendung von Codierbaumblöcken kann H.265 besser auf die unterschiedlichen Details in einem Bild eingehen. Beispielsweise können Bereiche mit vielen Details in kleinere Blöcke unterteilt werden, während homogene Bereiche in größere Blöcke zusammengefasst werden. Dadurch wird eine effizientere Codierung ermöglicht und die Qualität des komprimierten Videos verbessert.

H.264 vs H.265: Intra-Frame-Prädiktion

H.264 bietet 9 Modi für Intra-Frame-Prädiktion, während H.265 35 Modi unterstützt.

Eine größere Anzahl an Modi von Intra-Frame Prädiktion bedeutet, dass der Encoder mehr Optionen hat, um die räumlichen Korrelationen innerhalb eines Bildes zu analysieren und auszunutzen. Durch die Intra-Frame-Prädiktion können diese Ähnlichkeiten genutzt werden, um redundante Informationen innerhalb eines Frames zu reduzieren. Daher kann H.265 eine höhere Kompressionsrate erreichen als H.264.

H.264 vs H.265: Inter-Frame-Prädiktion

Die Inter-Frame-Prädiktion ist eine wichtige Technik in der Videocodierung. Durch die Ausnutzung der Ähnlichkeiten zwischen aufeinanderfolgenden Bildern kann die Menge der zu codierenden Bildinformationen reduziert werden.

H.264 realisiert die Inter-Frame-Prädiktion hauptsächlich durch Bewegungsabschätzung und Bewegungskompensation. H.265 baut darauf auf und nutzt durch die größere Anzahl an Intra-Frame-Prädiktionsmodi die innere Struktur von Bildern besser aus, um so genauere Referenzen für die Inter-Frame-Prädiktion zu liefern. Kurz gesagt, aufgrund der höheren Anzahl an Intra-Frame-Prädiktionsmodi ist die Fähigkeit der Inter-Frame-Prädiktion von H.265 stärker als die von H.264, was zu höheren Kompressionsraten führt.

Neben den oben genannten technischen Unterschieden zwischen H.264 und H.265 gibt es noch weitere wichtige Parameter, die einen Vergleich rechtfertigen.

H.264 und H.265: Kompressionsverhältnis im Vergleich

In den vorherigen Vergleichen haben wir bereits mehrfach die Kompressionsrate (oder Kompressionsverhältnis) erwähnt. Die Kompressionsrate ist ein entscheidender Faktor zur Unterscheidung zwischen H.264 und H.265. Im Vergleich zu AVC bietet H.265 (auch bekannt als HEVC) eine doppelt so hohe Codiereffizienz. Das bedeutet, dass HEVC bei gleicher codierter Qualität etwa 50% weniger Bitrate benötigt. Genauer gesagt beträgt die durchschnittliche Bitratenreduzierung bei H.265 65% bei 4K UHD, 60% bei 1080p, 58% bei 720p und 50% bei 480p.

H.264 und H.265: Videoqualität im Vergleich

Bei gleicher Bitrate liefert H.265 in der Regel eine bessere Videoqualität als H.264. Dies ist darauf zurückzuführen, dass H.265 flexibler bei der Aufteilung von Bildblöcken ist. Während H.264 Bilder in gleich große Makroblöcke unterteilt, passt H.265 die Blockgröße an den Bildinhalt an. Diese Flexibilität ermöglicht es H.265, Details besser zu erfassen und so Blockartefakte und andere Kompressionsartefakte zu reduzieren.

H.264 und H.265: Dateigröße im Vergleich

Encoder reduzieren die Dateigröße von Videodaten durch Komprimierung. Je höher die Kompressionsrate, desto kleiner die Datei. H.265-Encoder bieten eine höhere Kompressionsleistung als H.264-Encoder, was bedeutet, dass H.265 kodierte Videodateien oft deutlich kleiner sind (ungefähr ein Drittel) als H.264-kodierte Dateien. Dies ist besonders wichtig für Szenarien, in denen große Mengen an Videodaten übertragen oder gespeichert werden müssen, da kleinere Dateigrößen zu schnelleren Übertragungsraten und geringerem Speicherbedarf führen.

H.264 und H.265: Kompatibilität im Vergleich

Als älterer Standard ist H.264 bereits weit verbreitet und auf einer Vielzahl von Geräten und Plattformen kompatibel. H.265 bietet zwar eine höhere Kompressionseffizienz, ist jedoch weniger verbreitet. Dies liegt hauptsächlich daran, dass H.265 ein neuerer Standard ist und seine komplexen Algorithmen höhere Hardware- und Softwareanforderungen stellen. Dennoch stellt H.265 die zukünftige Entwicklung der Videocodierung dar und wird mit der Zeit von immer mehr Geräten und Plattformen unterstützt werden.

H.264 und H.265: Bandbreite im Vergleich

H.265 ist im Vergleich zu H.264 deutlich bandbreiteneffizienter. Das bedeutet, dass H.265 bei gleicher Bildqualität weniger Bandbreite benötigt, um das Video zu übertragen.

In der folgenden Tabelle findest du eine Zusammenfassung der Bandbreiteneffizienz von H.264 und H.265:

H.265 kann die Bandbreite um bis zu 65% reduzieren, was insbesondere bei hohen Auflösungen und begrenzten Netzwerkverbindungen von großem Vorteil ist.

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Dank komplexerer und fortschrittlicherer Technologien und Algorithmen bietet H.265 eine höhere Bildqualität und Komprimierungsrate als H.264. Dies bedeutet, dass H.265 den Benutzern ein besseres Seherlebnis bieten und gleichzeitig die Kosten für die Netzwerkübertragung senken kann. Dies macht es besonders für 4K-, 8K- und andere hochauflösende Szenarien vorteilhaft.

Aufgrund der komplexeren Algorithmen erfordert die Videocodierung und -decodierung mit H.265 jedoch eine höhere Rechenleistung, was wiederum höhere Hardwarekosten bedeutet. Dies führt dazu, dass H.265 derzeit, abgesehen von bestimmten Bereichen, eine weitaus geringere Verbreitung und Kompatibilität aufweist als H.264.

Mit der Zeit werden jedoch die Hardwarekosten sinken und die Rechenleistung steigen, sodass immer mehr Geräte und Standards H.265 unterstützen werden. Die Verbreitung von H.265 wird allmählich zunehmen. Natürlich sollte man H.264 nicht einfach aufgrund des Trends zu H.265 aufgeben. Es ist am besten, die eigene Anforderungen und die Eigenschaften der beiden Codecs abzuwägen, um die für sich passende Lösung zu finden.

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Welche Vorteile bietet H.265 im Vergleich zu H.264?

H.265 (HEVC) bietet gegenüber seinem Vorgänger H.264 (AVC) eine Reihe signifikanter Vorteile, die sich insbesondere in der modernen Videoproduktion und -übertragung bemerkbar machen: höhere Kompressionseffizienz, Unterstützung höherer Auflösungen, geringerer Speicher- und Bandbreitenbedarf.

H.264 oder H.265, welcher Codec eignet sich besser für 4K-Videos?

Für 4K-Videos ist H.265 aufgrund seiner höheren Kompressionseffizienz und besseren Unterstützung für hohe Auflösungen in der Regel die bessere Wahl.

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