H.265---区别于H.264的地方

Posted 2021-01-26 qing1991

转自：https://blog.csdn.net/xiaojun111111/article/details/61199130

 

图像分区

　　H.265将图像划分为“树编码单元（coding tree blocks, CTU）”，而不是像H.264那样的16×16的宏块。根据不同的编码设置，树编码块的尺寸可以被设置为64×64或有限的32×32或16×16。很多研究都展示出更大的树编码块可以提供更高的压缩效率（同样也需要更高的编码速度）。每个树编码块可以被递归分割，利用四叉树结构，分割为32×32、16×16、8×8的子区域，下图就是一个64×64树编码块的分区示例。每个图像进一步被区分为特殊的树编码块组，称之为切割（Slices）和拼贴（Tiles）。编码树单元是H.265的基本编码单位，如同H.264的宏块。编码树单元可向下分区编码单元（Coding Unit，CU）、预测单元（Prediction Unit，PU）及转换单元（Transform Unit，TU）。

　　每个编码树单元内包含1个亮度与2个色度编码树块，以及记录额外信息的语法元素。一般来说影片大多是以YUV 4:2:0色彩采样进行压缩，因此以16 x 16的编码树单元为例，其中会包含1个16 x 16的亮度编码树区块，以及2个8 x 8的色度编码树区块。

 

 

 

编码单元是H.265基本单元。通常，较小的编码单元被用在细节区域（例如边界等），而较大的编码单元被用在可预测的平面区域。

 

 

转换尺寸

　　每个编码单元可以四叉树的方式递归分割为转换单元。与H.264主要以4×4转换，偶尔以8×8转换所不同的是，H.265有若干种转换尺寸：32×32、16×16、8×8和4×4。从数学的角度来看，更大的转换单元可以更好地编码静态信号，而更小的转换单元可以更好地编码更小的“脉冲”信号。

 

 

预测单元

　　在转换和量化之前，首先是预测阶段（包括帧内预测和帧间预测）。

　　一个编码单元可以使用以下八种预测模式中的一种进行预测。

 

 

即使一个编码单元包含一个、两个或四个预测单元，也可以使用专门的帧间或帧内预测技术对其进行预测，此外内编码的编码单元只能使用2N×2N或N×N的平方划分。间编码的编码单元可以使用平方和非对称的方式划分。

　　帧内预测：HEVC有35个不同的帧内预测模式（包括9个AVC里已有的），包括DC模式、平面（Planar）模式和33个方向的模式。帧内预测可以遵循变换单元的分割树，所以预测模式可以应用于4×4、8×8、16×16和32×32的变换单元。

帧间预测：针对运动向量预测，H.265有两个参考表：L0和L1。每一个都拥有16个参照项，但是唯一图片的最大数量是8。H.265运动估计要比H.264更加复杂。它使用列表索引，有两个主要的预测模式：合并和高级运动向量（Merge and Advanced MV.）。

 

 

　　在编码的过程，预测单元是进行预测的基本单元，变换单元是进行变换和量化的基本单元。这三个单元的分离，使得变换、预测和编码各个处理环节更加灵活，

去块化

　　与H.264在4×4块上实现去块化所不同的是，HEVC的只能在8×8网格上实现去块。这就能允许去块的并行处理（没有滤波器重叠）。首先去块的是画面里的所有垂直边缘，紧接着是所有水平边缘。与H.264采用一样的滤波器。

　　采样点自适应偏移（Sample Adaptive Offset）

　　去块之后还有第二个可选的滤波器，叫做采样点自适应偏移。它类似于去块滤波器，应用在预测循环里，结果存储在参考帧列表里。这个滤波器的目标是修订错误预测、编码漂移等，并应用自适应进行偏移。

并行处理

　　由于HEVC的解码要比AVC复杂很多，所以一些技术已经允许实现并行解码。最重要的为拼贴和波前（Tiles and Wavefront）。图像被分成树编码单元的矩形网格（Tiles）。当前芯片架构已经从单核性能逐渐往多核并行方向发展，因此为了适应并行化程度非常高的芯片实现， H.265 引入了很多并行运算的优化思路。

 

 

总而言之，HEVC将传统基于块的视频编码模式推向更高的效率水平，总结一下就是：

　　-可变量的尺寸转换（从4×4 到32×32）

　　-四叉树结构的预测区域（从64×64到4×4）

　　-基于候选清单的运动向量预测。

　　-多种帧内预测模式。

　　-更精准的运动补偿滤波器。

　　-优化的去块、采样点自适应偏移滤波器等。