H.264 vs. H.265: Was ist der Unterschied und welcher ist besser?

Elsa Dahl
Elsa Dahl  06. September 2024 Kategorie: Videos

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.

H.264 vs H.265

Was ist Video Codec?

Ein Codec setzt sich aus den Begriffen „Encoder“ (Kodierer) und „Decoder“ (Dekodierer) zusammen. Vereinfacht gesagt, ist ein Video Codec ein Werkzeug, das digitale Videodateien komprimiert und dekomprimiert, um sie platzsparender und leichter übertragbar zu machen, ohne dabei an Qualität einzubüßen.

Video Codecs sind daher ein integraler Bestandteil des Videoübertragung. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Erstellung, Bearbeitung und Verbreitung von digitalen Videos, insbesondere im Bereich des Video-Streamings. Mit der wachsenden Bedeutung von Streaming-Diensten haben sich auch die Anforderungen an Video Codecs erhöht. Obwohl es eine Vielzahl von Codec-Standards gibt, dominieren H.264 und H.265 den Markt. Die Frage, welcher Codec für welche Anwendung besser geeignet ist, wird häufig diskutiert. Wie unterscheiden sich H.264 und H.265 in ihrer Leistung? Lese weiter!


Was ist H.264 (MPEG-4 AVC)?

H.264, auch bekannt als MPEG-4 Part 10, Advanced Video Coding, ist ein äußerst effizienter Standard zur Videokodierung. Er wird in einer Vielzahl von Videoanwendungen eingesetzt, von Online-Videos über Blu-ray-Discs bis hin zu Videokonferenzen und Streaming. Eine blockbasierte Bewegungskompensation wird verwendet, bei der das Videobild in mehrere kleine Blöcke unterteilt wird. Durch die Analyse der Unterschiede zwischen benachbarten Bildern kann der Inhalt jedes Blocks vorhergesagt werden, wodurch redundante Informationen reduziert werden. Diese Technik ermöglicht eine effiziente Komprimierung von Videodaten.

Vor- und Nachteile von H.264

Vorteile
  • Hohe Kompressionsrate: Im Vergleich zu früheren Videokomprimierungsstandards kann H.264 bei einer niedrigeren Bitrate (d.h. einer kleineren Dateigröße) eine höhere Videoqualität liefern.
  • Breite Kompatibilität: H.264 wird weit verbreitet unterstützt. Fast alle Videoplayer, Bearbeitungssoftware und Mobilgeräte können H.264-formatierte Videos decodieren.
  • Vielfältige Anwendungen: H.264 wird in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, darunter:
    • HD-Videoaufnahmen: Blu-ray-Discs und HD-Kameras verwenden häufig die H.264-Kodierung.
    • Video-Streaming: Plattformen wie YouTube und Netflix verwenden hauptsächlich das H.264-Format.
    • Videokonferenzen: Videokonferenz-Software wie Skype und Zoom unterstützt ebenfalls H.264.
  • Reife Technologie: H.264 ist eine ausgereifte Technologie, die für eine Vielzahl von Anwendungen optimiert wurde.
Nachteile
  • Eine geringere Komprimierungseffizienz im Vergleich zu H.265.
  • Die Unterstützung für Auflösungen über 4K hinaus ist eingeschränkt.

Was ist H.265 (HEVC)?

H.265, vollständig als High Efficiency Video Coding bezeichnet und auch als HEVC bekannt, ist ein effizienterer Videokomprimierungsstandard als H.264. Er ermöglicht eine höhere Videoqualität bei niedrigeren Bitraten (d. h. kleineren Dateigrößen), insbesondere bei Ultra HD-Videos (4K, 8K). Mit der zunehmenden Verbreitung von Ultra HD-Videos wird H.265 eine immer wichtigere Rolle in der Videoindustrie spielen. Aufgrund der höheren Komplexität der Codierung stellt H.265 jedoch höhere Anforderungen an die Geräte.

Vor- und Nachteile von H.265

Vorteile
  • Höhere Komprimierungseffizienz: Erreicht eine ähnliche Qualität bei niedrigeren Bitraten.
  • Unterstützung höherer Auflösungen: Kann 8K und höhere Auflösungen mit guter Qualität verarbeiten.
  • Geringerer Speicher- und Bandbreitenbedarf: Ermöglicht die Speicherung größerer Mengen an Inhalten und effizientes Streaming.
Nachteile
  • Begrenzte Geräte- und Plattformunterstützung: Noch nicht so weit verbreitet wie H.264.
  • Höhere Anforderungen an die Rechenleistung: Funktioniert möglicherweise nicht reibungslos auf älteren oder leistungsschwachen Geräten.
  • Komplexere Kodierung und Dekodierung: Erhöht den erforderlichen Zeitaufwand und die Rechenressourcen.
  • Potenzielle Lizenzkosten: In einigen Fällen können für kommerzielle Anwendungen Lizenzgebühren anfallen.

Was ist der Unterschied zwischen H.264 und H.265?

Unterschiede zwischen H.264 und H.265 auf einen Blick:

Kategorie H.264 (AVC) H.265 (HEVC)
Name MPEG-4 Part 10 AVC MPEG-H, HEVC, Part 2
Einführungsjahr 2004 2013
Nachfolger von MPEG-2 Part 2 MPEG 4 AVC, H.264
Unterstützte Formate & Container (beliebt) MP4, MOV, MKV, AVI, FLV, TS MP4, MOV, MKV, TS
Größe der Bildblöcke Makroblock 16 x 16 Blöcke mit einer baumartigen Kodierungsstruktur von 64x64 bis 8x8
Bewegungsvorhersageblöcke 16x16, 16x8, 8x16, 8x8, 8x4, 4x8, 4x4 Von 64x64 bis 8x8 Pixel: Hierarchische Quadtree-Partitionierung in beliebig geformte Teilbereiche (max. 8 Unterteilungen pro Ebene).
Transformation 8x8 und 4x4 DCT-ähnliche Integer-Transformation 32x32, 16x16, 8x8 und 4x4 DCT-ähnliche Integer-Transformation
Entropiekodierung CABAC oder CAVLC CABAC
Intra-Frame-Prädiktion 9 Modi 35 Modi
Anwendungsfälle Blu-ray-Discs, Streaming-Videos von YouTube, Vimeo usw.
HDTV-Sendungen über Kabel, Terrestrik und Satellit.
HD Videos - Auflösungen wie 4K, 8K.
Nächste Generation HDTV und Satelliten-TVs.
Wesentliche Verbesserungen 40-50% Bitratenreduzierung im Vergleich zum Vorgänger.
Vereinfachte HD-Inhaltsübertragung für sowohl Broadcast als auch Online-Medien.
40-50% Bitratenreduzierung ohne Kompromisse bei der Videoqualität im Vergleich zu H.264.
Potenzial zur Realisierung von UHD, 2K, 4K für Broadcast und OTT.
Spezifikationen Unterstützt bis zu 4K.
Unterstützt bis zu 59,94 fps. 21 Profile und 17 Level.
Unterstützt bis zu 8K UHDTV.
Unterstützt bis zu 300 fps. 3 genehmigte Profile, 13 Level.
Vorteile Höhere Kompatibilität.
Vielfältige Anwendungen.
Schnelle Verarbeitung.
Höhere Komprimierungseffizienz.
Unterstützung höherer Auflösungen (Bis zu 8K).
Geringerer Speicher- und Bandbreitenbedarf.
Nachteile Ungeeignet für die Übertragung von 4K- oder 8K-Inhalten.
Die Unterstützung hoher Bildraten ist ebenfalls gering.
Rechnerisch aufwendig aufgrund teurer Bewegungsabschätzung und größerer Prädiktions-Einheiten.

Videokompression reduziert die Datenmenge durch die Elimination von Redundanz. In einem Video gibt es zahlreiche redundante Daten, wie zeitliche, räumliche und visuelle Redundanz. Durch die Reduzierung dieser Redundanz kann die Datenmenge effektiv verringert werden. Videocodierungsverfahren verwenden Techniken wie prädiktive Codierung, Transformationscodierung und Entropiecodierung, um die redundanten Daten in Videos zu reduzieren. Im Folgenden werden wir einen technischen und algorithmischen Vergleich zwischen H.265 und H.264 durchführen.

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: Bildblock

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 Kompressionsverhältnis

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 Videoqualität

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:

Auflösung H.264 Bandbreite H.265 Bandbreite
4K UHD 100 Mbps 35 Mbps
1080p 20 Mbps 8 Mbps
720p 10 Mbps 4 Mbps
480p 5 Mbps 2,5 Mbps

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

Ist H.264 oder H.265 besser für YouTube?

YouTube unterstützt sowohl H.264 als auch H.265. Für 1080p-Videos ist H.264 oft noch die bessere Wahl, da die Vorteile von H.265 bei dieser Auflösung weniger deutlich sind. Für 4K und höhere Auflösungen ist H.265 in der Regel die bessere Wahl, da es kleinere Dateien erzeugt und eine höhere Bildqualität bietet.

Welche Codecs, H.264 oder H.265, werden von Streaming-Diensten unterstützt?

Um eine hohe Videoqualität bei gleichzeitig guter Kompatibilität zu erreichen, nutzen Streaming-Dienste häufig eine Kombination aus H.264 und H.265. Mithilfe von Adaptive Bitrate-Streaming wird die Bitrate dynamisch an die Bandbreite des Nutzers angepasst. Neben H.264 und H.265 gibt es auch den neueren Codec AV1, der eine noch höhere Kompressionseffizienz bietet. Einige Streaming-Dienste beginnen bereits, AV1 zu unterstützen.

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Fazit: Was ist besser, H.264 oder H.265?

H.264 und H.265, Welcher ist besser? Nach dem obigen Vergleich hast du wahrscheinlich bereits eine Antwort im Kopf.

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.



FAQs zu H.264 und H.265

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.

Elsa Dahl

Elsa Dahl ist eine erfahrene Expertin im Bereich Video-Streaming. Sie ist bestens vertraut mit großen Plattformen wie Netflix, Disney+ und Prime Video und kann Ihnen die Vor- und Nachteile verschiedener Streaming-Dienste eingehend erklären. Egal, ob Sie das beste Filmerlebnis suchen oder die neuesten Branchentrends kennenlernen möchten, Elsa bietet Ihnen die professionellsten und umfassendsten Anleitungen.


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