overview of hevc

轉載自:http://blog.csdn.net/xiaoyi247/article/details/7891419

HEVC(High Efficient VideoCoding)即下一代的視頻壓縮標準,是繼H.264/AVC之後視頻編碼標準的又一重大突破,最主要的改進是分辨率的支持從QVGA至7680x4320的超高清視頻,是H264所以支持的1080p的分辨率的16倍!視頻編碼效果在相同PSNR的情況下,碼率節省40%-45%。那具體HEVC相對於h264都有哪些方面的改進呢?

先上編碼框圖:

         

      這個框圖是基於HM5.0編碼器的,整個框架和H264的編碼框圖基本差不多,首先我們來討論一下框圖上沒有表現出來,但是在HEVC中又非常明顯的一個變化。

1.編碼分割的變化

          衆所周知,在H264中,我們編碼的最小單元是宏塊,整個H264的編碼框圖都是基於宏塊的,但這個概念在HEVC中發生了本質的變化,在HEVC中我們使用CU(編碼單元),PU(預測單元),TU(變換單元)來描述整個HEVC的編碼過程。

          爲了提高高分辨率的視頻的編碼效率,HEVC採用了基於大尺寸的四叉樹編碼結構。

          CU:採用四叉樹的分割結構,CU的尺寸變化範圍從8x8(SCU)至64x64(LCU),編碼單元的尺寸必須爲2Nx2N的正方形,其中N爲2爲底的冪,具體如圖2所示

          

          PU:HEVC中使用PU來實現當前CU的預測,PU的尺寸不能超過其所屬的CU,PU的劃分方式有兩類

     a.2Nx2N,NxN,Nx2N,2NxN如圖三a所示

                 b.64x64的CU支持AMP(不對稱分割),主要爲了適用於CU中紋理偏差比較大的情況,增加預測的精準度,如圖三b所示

          

      TU:同樣採用四叉樹的分割結構,所支持的尺寸從4x4至32x32,相對於h264增加了16x16和32x32兩種大尺寸的變換。和不對稱的PU結構相對應,在HM4.0模型中也採用了相應的矩形四叉樹的TU結構,一個CU的TU劃分方式如下圖所示:

          

 

結合框圖,我們來描述一下各個模塊的改進

Intraprediction:

預測方向拓展到33個,另外加上一個DC和一個planar,一共35中預測模式,使得預測更加精細,但是爲了控制編碼複雜度,所以對4x4和64x64的尺寸的預測模式進行了限制。下圖對比了HEVC和AVC的Intra預測模式:

     

INTERPREDICTION:

           相對於AVC,HEVC進行了三個方面的改進

          a.廣義B幀,對傳統的P幀使用B幀的雙向預測模式

          b.運動融合,結合了傳統的skip mode和direct mode

         c.自適應運動矢量預測技術,即同時使用時域和空域進行MV的預測,相對於AVC來說增加了時域的預測,有利於去除時間域的相關性


Transformation

Transformation的一些改進在上一篇文章中有提及,不再重複


Quantization

       基本同AVC


loop filtering

    在原有的deblockfilter的基礎上增加SAO,ALF模塊,不過在HM8.0中ALF已經去掉


Entropy Coding

 

 包含兩種熵編碼的方式,CAVLC和SBAC,SBAC是CABAC的個改進,是並行的CABAC算法,基於語法元素進行熵編碼,在低複雜度

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