H.265 gegen H.264 nachgemessen: Speicherersparnis bei gleicher Qualität auf ruhiger und bewegter Szene

Die Zahl steht in fast jedem Text über Kameraspeicher: Der Wechsel von H.264 auf H.265 halbiert den Platzbedarf, oder beinahe. Vierzig bis fünfzig Prozent, bei gleicher Bildqualität.

Bei gleicher Qualität nachgemessen, auf einer Maschine, die während der Aufnahme kodieren muss, kamen zwölf Prozent heraus – und bei einer bewegten Szene gar nichts.

Woher die übliche Zahl kommt

Erfunden ist sie nicht. H.265 braucht für dasselbe Bild wirklich etwa die Hälfte der Daten von H.264 – in den Vergleichen, gegen die das Verfahren entwickelt wurde, und die geben dem Encoder so viel Zeit, wie er will.

Diese Vergleiche beantworten die Frage „wie gut kann dieses Verfahren sein”. Eine Kamera stellt eine andere: „wie gut kann dieses Verfahren in einer Fünfundzwanzigstelsekunde sein, immer wieder, ohne zurückzufallen”.

Die beiden Fragen haben verschiedene Antworten, und um den Abstand dazwischen geht es hier.

Warum die Geschwindigkeitsstufe das Ergebnis entscheidet

Jeder Encoder hat einen Regler zwischen Aufwand und Tempo. Am langsamen Ende probiert er viele Arten aus, jeden Bildblock zu beschreiben, und behält die kleinste; am schnellen Ende nimmt er die erste brauchbare Antwort.

Je neuer das Verfahren, desto mehr hängt an diesem Regler. H.265 und AV1 beziehen ihren Vorsprung daraus, weit mehr Möglichkeiten zur Auswahl zu haben – und eine schnelle Stufe ist genau die Anweisung, mit dem Auswählen aufzuhören.

Kodiert wurde hier durchweg auf einer Stufe, die ein aufnehmendes Gerät auch halten könnte: die zweitschnellste Voreinstellung für H.264 und H.265, die entsprechende für AV1. Diese eine Entscheidung ist der Grund, warum die Zahlen hier niedriger liegen als die üblich genannten – und sie ist die ehrliche Stufe für alles, was live aufzeichnet.

Wie sich zwei Verfahren überhaupt vergleichen lassen

Dateigrößen zu vergleichen ergibt nur bei gleicher Bildqualität einen Sinn, und der Qualitätsregler jedes Encoders ist anders beziffert. Dieselbe Zahl bedeutet in jedem etwas anderes.

Das Material wurde deshalb mit jedem Verfahren dreimal bei verschiedenen Qualitätsstufen kodiert. Jedes Ergebnis wurde Bild für Bild mit der Quelle verglichen. So entsteht je Verfahren eine Kurve aus Dateigröße und Qualität, an der sich die Größen bei gleicher Qualität statt bei gleicher Einstellung ablesen lassen.

Diesen Schritt zu überspringen ist der übliche Weg zu einer falschen Antwort. Beim Vergleich auf gleicher Reglerstellung sah H.265 hier im ersten Anlauf elfmal besser aus – was reiner Qualitätsunterschied war und kein Effizienzvorsprung.

Die ruhige Szene: zwölf Prozent

Die erste Quelle war so gebaut, wie eine feste Kamera den größten Teil des Tages sieht: ein stehender Hintergrund mit echten Bilddetails, ein kleines Objekt, das sich darüber bewegt.

Bei gleicher Qualität ergaben sechs Sekunden 301 kB unter H.264 und 264 kB unter H.265. Das sind zwölf Prozent, nicht vierzig.

AV1 lag deutlich besser: 179 kB, vierzig Prozent unter H.264. Auf diesem Material liefert also das neueste Verfahren das, was dem mittleren zugeschrieben wird.

Die bewegte Szene: kein verlässlicher Gewinn

Die zweite Quelle bewegt sich durchgehend im ganzen Bild – was dieselbe Kamera an wenigen Minuten am Tag sieht, und genau das Material, das jemand aufheben möchte.

Hier ergab H.265 bei gleicher Qualität 1506 kB gegen 1274 kB bei H.264: achtzehn Prozent mehr. An einem niedrigeren Qualitätspunkt kam es vier Prozent kleiner heraus. Zwischen diesen beiden Werten liegt keine Ersparnis, mit der sich planen ließe.

AV1 blieb mit 1029 kB vorn, neunzehn Prozent unter H.264, und am niedrigeren Qualitätspunkt achtundfünfzig Prozent darunter.

Das Muster ist durchgängig: Die schnelle Stufe kostet H.265 den größten Teil seines Vorsprungs und AV1 einen viel kleineren.

Was das Kodieren kostet

Sechs Sekunden Video, auf vier Kernen.

H.264 brauchte zwischen 7 und 17 Sekunden. Das ist als einziges der drei überhaupt in der Nähe dessen, was eine laufende Kamera auf dieser Technik verlangt – und selbst das nicht mit Reserve.

H.265 brauchte 41 bis 150 Sekunden, also das Fünf- bis Neunfache. AV1 brauchte 61 bis 181 Sekunden, das Sieben- bis Elffache.

Damit dreht sich die ganze Frage um. Auf einem Gerät mit eigenem Kodierbaustein gilt nichts davon – der Baustein macht H.265 in voller Geschwindigkeit, und die Speicherersparnis ist echt. In Software, auf kleiner Technik, steht nicht die Wahl zwischen zwei Dateigrößen an. Sondern die zwischen einer Dateigröße und der Frage, ob die Aufnahme überhaupt mitkommt.