1-HEVC概覽(1)

HEVC,即H.265,是現行的先進視頻編解碼標準H.264/MPEG-4 AVC的後繼與發展。由ISO/IECMoving Picture Experts Group(MPEG)和ITU-T Video Coding Experts Group(VCEG)兩個組織聯合成立的Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)開發。該項目被稱爲ISO/IEC 23008-2 MPEG-H Part2 或 ITU-T H.265。與他的前輩H.264相比,H.265具有更高的(接近於兩倍)壓縮比率,在同碼率下具有更佳的視頻質量,而且支持8k UHD超高清視頻。根據最新消息,在2013年的1月,該標準已經進入最終稿狀態(Final Draft),這意味着新一代的視頻編解碼標準的制定已經接近完成,電影電視和視頻領域的新時代已經on the way。

1.HEVC的發展歷程

從2004年開始,VCEG開始在研究制定比H.264更高效的視頻編碼標準方面開展工作。當年10月,學者研究了多種可能提高編碼效率的新技術。在2005年一月的會議中,VCEG指定了下一步重點發展的技術領域,即所謂“關鍵技術區”(Key Technical Areas,KTA)以及軟件代碼庫(KTA codebase)。KTA software以我們所熟悉的H.264的參考軟件JM爲基礎,並加入了一些新的技術,用於提案的性能測試。在這一階段,專家組考慮了兩種方案,其一是設計制定一種全新的音視頻編解碼標準,另一種是對H.264進行進一步擴展。項目暫定名爲H.265或H.NGVC(Next-generation Video Coding)。

NGVC的初步目標需求是在相似的視頻主觀質量的前提下,編碼後的碼率比H.264 High Profile降低50%,運算複雜度爲High Profile的1/2到3倍。在主觀評價相似的情況下,NGVC大約能節省25%左右的比特率,降低50%的運算複雜度,或者在有限提高運算複雜度的情況下提供更高的壓縮比率。

ISO/IECMoving Picture Experts Group(MPEG)在2007年開始了類似的工作,項目的名稱暫定爲“高性能視頻編碼”(High-Performance Video Coding)。2007年6月的工作組會議決定項目的目標是編碼後的碼率比H.264 High Profile降低50%。實驗評估平臺採用了VCEG開發的KTA software的修改版本,並在2009年7月測試得到了比H.264的碼流量低20%的測試結果。

2010年1月,VCEG和MPEG聯合發佈了視頻壓縮技術提案徵求,並在2010年4月召開的MPEG & VCEG Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)第一次會議中對提案進行討論評估。該次會議共收到27份完整提案,這些提案中部分技術在一半碼率的情況下可以達到與H.264相同的視覺效果,不過要以兩倍到十倍的運算複雜度的代價;另一些提案在比H.264 High Profile運算複雜度更低的情況下達到了較好的視覺效果和較低的碼率。在這次會議中,項目採用了高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding,HEVC)的命名。在此次會議上,JCT-VC將部分性能最好的提案技術集成到參考軟件“Testing Model Under Consideration”中,作爲提案性能的測試工具。2010年10月的JCT-VC第三次會議公佈了第一份HEVC工作草案說明,而在其後的幾次會議中修改了HEVC的編碼工具和配置等等。在2012年2月,在第六次工作草案的基礎上,HEVC委員會草案獲得通過。

2012年5月25日,JCT-VC宣佈將在10月進行HEVC可分級編碼Scalable Video Coding (SVC)的性能評估,意味着HEVC將支持SVC。6月26日,MPEG LA宣佈將進行HEVC的專利進行聯合註冊。

2012年7月,以第八次工作組草案說明的HEVC國際標準草案獲得通過。專家預測,支持HEVC的商業產品將於2013年面世。

2013年1月25日,ITU宣佈HEVC在ITU-T Alternative Approval Process (AAP)已經取得了初步一致,同時JCT-VC將繼續就HEVC的擴展內容,如12bit視頻或4:2:2、4:4:4色度採樣視頻等。同一天,MPEG宣佈HEVC已進入國際標準草案最終稿過程。

2、時間表

以下是完成HEVC標準的時間表:

1.2012.2:委員會草案(標準草案完成稿);

2.2012.7:國際標準草案;

3.2013.1:國際標準最終草案;

3、應用實現

2012.2.29,高通在2012 MWC上展示了Android設備上運行的HEVC解碼器;

2012.8.22,愛立信宣佈將在2012 IBC上展示世界上第一個HEVC編碼器Ericsson SVP 500;

2013.1.7,三星電子在2013消費電子展(CES)宣佈旗下的F8500等離子電視將支持HEVC解碼;

等等等還有很多……

4、編碼效率

編碼效率有主觀和客觀兩套評價體系,如PSNR和視覺質量主觀評價等。

HEVC採用了四叉樹的塊編碼Coding Tree Block(CTB),提高了總體編碼效率;HEVC參考軟件HM-8.0測試了相對於採用小尺寸塊的PSNR增益;相對於64×64像素,使用32×32和16×16塊時,碼率分別增加了2.2%和11%。在對分辨率爲2560×1600的A類測試序列進行測試中,碼率增加分別爲5.7%和28.2%。測試結果顯示,CTB提高的編碼效率,同時減少了解碼的時間。

下表顯示了在相同PSNR情況下,HEVC對幾種編碼標準的效率提升,

【HEVC學習與研究】1、HEVC概覽(1)

與此同時,HEVC MP還與H.264 HP進行主觀測試對比。主觀測試結果顯示,相比而言前者的比特率降低幅度達49.3。

來自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_520811730101hmj9.html

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