Mã hóa video hiệu quả cao
Hiệu quả mã hóa

Thiết kế của hầu hết các tiêu chuẩn mã hóa video chủ yếu nhằm mục đích có hiệu quả mã hóa cao nhất. Hiệu quả mã hóa là khả năng mã hóa video ở tốc độ bit thấp nhất có thể trong khi vẫn duy trì mức chất lượng video nhất định. Có hai cách tiêu chuẩn để đo lường hiệu quả mã hóa của tiêu chuẩn mã hóa video, đó là sử dụng số liệu khách quan, chẳng hạn như tỷ lệ nhiễu tín hiệu cao nhất (PSNR) hoặc sử dụng đánh giá chủ quan về chất lượng video. Đánh giá chủ quan về chất lượng video được coi là cách quan trọng nhất để đo lường tiêu chuẩn mã hóa video do con người cảm nhận chất lượng video một cách chủ quan.
HEVC được hưởng lợi từ việc sử dụng các kích thước đơn vị cây mã hóa (CTU) lớn hơn. Điều này đã được thể hiện trong các thử nghiệm PSNR với bộ mã hóa HEVC HM-8.0 trong đó nó buộc phải sử dụng các kích thước CTU nhỏ hơn dần dần. Đối với tất cả các chuỗi thử nghiệm, khi so sánh với kích thước CTU 64 × 64, tốc độ bit HEVC đã tăng 2,2% khi buộc phải sử dụng kích thước CTU 32 × 32 và tăng 11,0% khi buộc phải sử dụng 16 × Kích thước 16 CTU. Trong các chuỗi thử nghiệm Hạng A, trong đó độ phân giải của video là 2560 × 1600, khi so sánh với kích thước CTU 64 × 64, cho thấy tốc độ bit HEVC tăng 5,7% khi buộc phải sử dụng kích thước CTU 32 × 32 và tăng 28,2% khi buộc phải sử dụng kích thước CTU 16 × 16. Các thử nghiệm cho thấy kích thước CTU lớn làm tăng hiệu quả mã hóa đồng thời giảm thời gian giải mã.
Cấu hình chính HEVC (MP) đã được so sánh về hiệu quả mã hóa với Cấu hình cao H.264 / MPEG-4 AVC (HP), Cấu hình đơn giản nâng cao MPEG-4 (ASP), Cấu hình độ trễ cao H.263 (HLP) và H.262 / MPEG-2 Cấu hình chính (MP). Việc mã hóa video được thực hiện cho các ứng dụng giải trí và mười hai bitrate khác nhau đã được thực hiện cho chín chuỗi thử nghiệm video với bộ mã hóa HEVC HM-8.0 đang được sử dụng. Trong số chín chuỗi thử nghiệm video, năm là ở độ phân giải HD, trong khi bốn ở độ phân giải WVGA (800 × 480). Việc giảm tốc độ bit cho HEVC được xác định dựa trên PSNR với HEVC có tốc độ bit giảm 35,4% so với H.264 / MPEG-4 AVC HP, 63,7% so với MPEG-4 ASP, 65,1% so với H.263 HLP và 70,8% so với H.262 / MPEG-2 MP.
HEVC MP cũng đã được so sánh với H.264 / MPEG-4 AVC HP về chất lượng video chủ quan. Việc mã hóa video được thực hiện cho các ứng dụng giải trí và bốn bitrate khác nhau đã được thực hiện cho chín chuỗi thử nghiệm video với bộ mã hóa HEVC 5.0 được sử dụng. Đánh giá chủ quan được thực hiện vào một ngày sớm hơn so với so sánh PSNR và do đó, nó đã sử dụng một phiên bản trước đó của bộ mã hóa HEVC có hiệu suất thấp hơn một chút. Việc giảm tốc độ bit được xác định dựa trên đánh giá chủ quan bằng cách sử dụng các giá trị điểm ý kiến trung bình. Mức giảm bitrate chủ quan tổng thể cho HEVC MP so với H.264 / MPEG-4 AVC HP là 49,3%.
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) đã thực hiện một nghiên cứu để đánh giá chất lượng video chủ quan của HEVC ở độ phân giải cao hơn HDTV. Nghiên cứu được thực hiện với ba video với độ phân giải 3840 × 1744 ở 24 khung hình / giây, 3840 × 2048 ở 30 khung hình / giây và 3840 × 2160 ở 30 khung hình / giây. Đoạn video năm giây cho thấy mọi người trên đường phố, giao thông và một cảnh trong bộ phim hoạt hình máy tính nguồn mở Sintel. Các chuỗi video được mã hóa ở năm bitrate khác nhau bằng cách sử dụng bộ mã hóa HEVC HM-6.1.1 và bộ mã hóa AVC JM-18.3 H.264 / MPEG-4. Việc giảm tốc độ bit chủ quan được xác định dựa trên đánh giá chủ quan bằng cách sử dụng các giá trị điểm ý kiến trung bình. Nghiên cứu đã so sánh HEVC MP với H.264 / MPEG-4 AVC HP và cho thấy, đối với HEVC MP, mức giảm bitrate trung bình dựa trên PSNR là 44,4%, trong khi mức giảm bitrate trung bình dựa trên chất lượng video chủ quan là 66,5%.
Trong một so sánh hiệu suất HEVC được phát hành vào tháng 4 năm 2013, HEVC MP và Main 10 Profile (M10P) được so sánh với H.264 / MPEG-4 AVC HP và High 10 Profile (H10P) sử dụng các chuỗi video 3840 × 2160. Các chuỗi video được mã hóa bằng bộ mã hóa HM-10.0 HEVC và bộ mã hóa AVC JM-18.4 H.264 / MPEG-4. Mức giảm tốc độ bit trung bình dựa trên PSNR là 45% cho video liên khung.
Trong một so sánh bộ mã hóa video được phát hành vào tháng 12 năm 2013, bộ mã hóa HM-10.0 HEVC được so sánh với bộ mã hóa x264 (phiên bản r2334) và bộ mã hóa VP9 (phiên bản v1.2.0-3088-ga81bd12). Việc so sánh đã sử dụng phương pháp đo tốc độ bit Bjøntegaard-Delta (BD-BR), trong đó các giá trị âm cho biết tốc độ bit được giảm thấp hơn bao nhiêu và các giá trị dương cho biết tốc độ bit tăng lên cho cùng một PSNR. Trong so sánh, bộ mã hóa HEVC HM-10.0 có hiệu suất mã hóa cao nhất và trung bình, để có cùng chất lượng mục tiêu, bộ mã hóa x264 cần tăng tốc độ bit lên 66,4%, trong khi bộ mã hóa VP9 cần tăng tốc độ bit bằng 79,4%.
| Tiêu chuẩn  mã hóa  Video | Giảm tốc độ bit trung bình  so với H> 264 / MPEG-4 AVC HP.480p | Giảm tốc độ bit trung bình  so với H> 264 / MPEG-4 AVC HP.720p | Giảm tốc độ bit trung bình  so với H> 264 / MPEG-4 AVC HP.1080p | Giảm tốc độ bit trung bình  so với H> 264 / MPEG-4 AVC HP.2160p | Giảm tốc độ bit trung bình  so với H> 264 / MPEG-4 AVC HP. |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| HEVC | 52% | 56% | 62% | 64% |  |

Trong một so sánh hiệu suất video chủ quan được phát hành vào tháng 5 năm 2014, JCT-VC đã so sánh cấu hình chính HEVC với cấu hình cao H.264 / MPEG-4 AVC. Việc so sánh đã sử dụng các giá trị điểm ý kiến trung bình và được thực hiện bởi BBC và Đại học West of Scotland. Các chuỗi video được mã hóa bằng bộ mã hóa HEVC HM-12.1 và bộ mã hóa AVC JM-18.5 H.264 / MPEG-4. So sánh đã sử dụng một loạt các độ phân giải và mức giảm tốc độ bit trung bình cho HEVC là 59%. Mức giảm tốc độ bit trung bình cho HEVC là 52% cho 480p, 56% cho 720p, 62% cho 1080p và 64% cho 4K UHD.
Trong một so sánh codec video chủ quan được phát hành vào tháng 8 năm 2014 bởi EPFL, bộ mã hóa HEVC HM-15.0 được so sánh với bộ mã hóa VP9 1.2.0,5183 và bộ mã hóa AVC JM-18.8 H.264 / MPEG-4. Bốn chuỗi độ phân giải 4K được mã hóa ở năm tốc độ bit khác nhau với các bộ mã hóa được đặt để sử dụng khoảng thời gian trong một giây. Trong so sánh, bộ mã hóa HEVC HM-15.0 có hiệu suất mã hóa cao nhất và trung bình, với cùng chất lượng chủ quan, tốc độ bit có thể giảm 49,4% so với bộ mã hóa VP9 1.2.0,5183 và có thể giảm bằng 52,6% so với bộ mã hóa AVC JM-18.8 H.264 / MPEG-4.
Vào tháng 8 năm 2016, Netflix đã công bố kết quả của một nghiên cứu quy mô lớn so sánh bộ mã hóa HEVC nguồn mở hàng đầu, x265, với bộ mã hóa AVC nguồn mở hàng đầu, x264 và bộ mã hóa VP9 tham chiếu, libvpx. Sử dụng công cụ đo lường chất lượng video nâng cao Multimethod Assessment Fusion (VMAF), Netflix nhận thấy x265 mang lại chất lượng giống hệt nhau với tốc độ bit dao động từ 35,4% đến 53,3% so với x264 và thấp hơn từ 17,8% đến 21,8% so với VP9.