什么是有损压缩？为什么 H.265 比 H.264 更省空间？

在我们日常生活中，视频已经无处不在：刷短视频、追剧、看直播……但你有没有想过，一部高清电影动辄几个 GB，甚至几十 GB，它是如何被压缩到手机或电脑里轻松播放的呢？这就离不开一种技术 - 有损压缩。而在这其中，H.265 和 H.264 是两种非常重要的视频编码标准。今天简鹿办公就来聊聊：什么是有损压缩？为什么 H.265 比 H.264 更省空间？

一、什么是有损压缩？

想象一下你要寄一个大箱子去外地，但快递费太贵了，于是你决定把箱子里的东西压缩一下，让它变小一点。但压缩过程中，你可能把一些不太重要的东西扔掉或者压碎了，这样虽然体积变小了，但内容也有些“损失”。

这其实就是*有损压缩（Lossy Compression）*的基本原理：通过去掉一些人眼或人耳不容易察觉的信息，让文件变得更小，从而节省存储空间和传输带宽。

举个例子：

原始视频是高清画质，颜色丰富。

有损压缩会减少一些细节（比如某些相似的颜色合并），让人看不出明显差别，但文件却可以缩小很多。

与之相对的是无损压缩，比如 PNG 图片格式，它不会丢失任何信息，但压缩率有限。对于视频来说，通常使用的是有损压缩，因为人们更在意体积而不是每一帧都完美无缺。

二、什么是 H.264 和 H.265？

H.264 和 H.265 都是视频编码标准，它们决定了视频是怎么被压缩和解码的。

H.264（也叫 AVC）：诞生于2003年，是过去十几年最主流的视频编码方式。YouTube、蓝光 DVD、流媒体平台等大量使用这种格式。

H.265（也叫 HEVC）：出现于2013年，是 H.264 的升级版，目标是在保持相同画质的前提下，把视频体积压缩得更小。

简单来说，H.265 就像是一个更聪明的打包工人，能把同样的东西装进更小的箱子。

三、为什么 H.265 比 H.264 更省空间？

我们来看看 H.265 在哪些方面比 H.264 更高效：

1. 更大的编码块（CTU）

H.264 中使用的最大编码单元是 16x16 像素。

H.265 支持最大 64x64 像素的编码块（称为 CTU）。这意味着它可以更灵活地处理大范围的图像区域，提高压缩效率。

2. 更多的预测方向

H.264 支持 9 种帧内预测模式。

H.265 提升到了 35 种！这让它能更好地“猜”出画面中的像素值，减少需要实际存储的数据量。

3. 更好的运动补偿技术

视频中很多画面其实是连续变化的，比如一个人在走路。H.265 使用更精细的运动矢量估计方法，能更准确地描述画面之间的变化，从而减少重复数据的存储。

4. 并行处理优化

H.265 支持对图像进行分段（tiles）和波前并行处理（wavefront），这对现代多核处理器更友好，不仅压缩效率高，还能更快地解码。

实际效果对比：

在相同画质下，H.265 的压缩率比 H.264 高出约 30%~50%。

换句话说，如果一段视频用 H.264 编码是 1GB，那么用 H.265 编码只需要 500MB~700MB 就能实现几乎一样的清晰度！

四、H.265 的问题

虽然 H.265 更高效，但它也有一些缺点：

硬件要求更高：解码 H.265 需要更强的 CPU 或 GPU 性能，老设备可能不支持。

专利问题复杂：H.265 的专利涉及多个公司，授权费用较高，这也是它推广不如预期快的原因之一。

替代方案兴起：比如 AV1、VP9 等开源免费编码格式也在崛起，可能会在未来取代 H.265。

五、总结

有损压缩是一种通过牺牲部分细节换取更小文件的技术，非常适合用于视频和音频。

H.265 相比 H.264 更先进，采用了更大编码块、更多预测模式、更精准的运动补偿等技术，使得在相同画质下体积更小。

虽然 H.265 存在硬件和专利门槛，但它仍然是当前视频压缩领域的优秀代表。

随着技术的发展，未来我们可能会看到更多像 H.265 这样高效的压缩技术，让我们在享受高清视频的同时，不再为流量和存储发愁。