H.265技術(shù)解析及其對(duì)高清產(chǎn)品的影響

微笑，一路向前 · 發(fā)表于 2016-9-26 13:52

H.265是今年剛剛獲得國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國(guó)際電聯(lián)組織通過的新一代視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，該項(xiàng)技術(shù)全稱為高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding)，主要是面向視頻編解碼系統(tǒng)的應(yīng)用和高清數(shù)字電視，相較于此前的H.264標(biāo)準(zhǔn)有了質(zhì)的飛躍。

H.265是在已經(jīng)成熟的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其保留了H.264的部分技術(shù)，并對(duì)重要的相關(guān)技術(shù)加以改進(jìn)，旨在提高壓縮效率、提高魯棒性和錯(cuò)誤恢復(fù)能力、減少實(shí)時(shí)的時(shí)延、減少信道獲取時(shí)間和隨機(jī)接入時(shí)延、降低復(fù)雜度等。H.265作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，依然逃脫不了預(yù)測(cè)加變換的混合編碼框架的范疇。

那么，它是依靠哪幾點(diǎn)戰(zhàn)勝H.264的呢？

其一，高壓縮率。

H.265的編碼架構(gòu)整體分為3個(gè)基本單位，包括編碼單元、預(yù)測(cè)單元和變換單元。其中編碼單元類似于H.264/AVC中的宏塊的概念，預(yù)測(cè)單元是進(jìn)行預(yù)測(cè)的基本單元，變換單元是進(jìn)行變換和量化的基本單元。

在此框架下，H.265運(yùn)用了多種技術(shù)手段來降低碼率，例如，多角度幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)、熵編碼技術(shù)，高精度運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)等。以頻帶帶寬來說明，在相同的圖象質(zhì)量下，相比于H.264，通過H.265編碼的視頻大小將大幅度減少。由于質(zhì)量控制的測(cè)定方法不同，這個(gè)數(shù)據(jù)也會(huì)有相應(yīng)的變化。以下圖舉例:

H.265技術(shù)解析及其對(duì)高清產(chǎn)品的影響

兩幅圖的畫面效果相當(dāng)，但是左邊的帶寬達(dá)到了1.2左右，右邊的為0.5左右，如此不難判斷同等質(zhì)量下，H.265編碼的變碼率降低了許多。雖然該視頻樣板權(quán)威性不高，但是其部分程度上證明了理論是可靠的。

其二，可并行性。

當(dāng)前芯片架構(gòu)已經(jīng)從單核向同構(gòu)多核并行方向發(fā)展，因此為了適應(yīng)并行化程度非常高的芯片實(shí)現(xiàn)，H265引入了很多并行運(yùn)算的優(yōu)化思路，包括如下幾點(diǎn)： (1) Entropy slice Entropy Slice允許在一個(gè)slice內(nèi)部再切分成多個(gè)Entropy Slices，每個(gè)Entropy Slice可以獨(dú)立的編碼和解碼，從而提高了編解碼器的并行處理能力:

H.265技術(shù)解析及其對(duì)高清產(chǎn)品的影響

(2) WPP(Wavefront Parallel Processing) 上一行的第二個(gè)LCU處理完畢，即對(duì)當(dāng)前行的第一個(gè)LCU的熵編碼(CABAC)概率狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行初始化，如圖5所示。因此，只需要上一行的第二個(gè)LCU編解碼完畢，即可以開始當(dāng)前行的編解碼，以此提高編解碼器的并行處理能力：

H.265技術(shù)解析及其對(duì)高清產(chǎn)品的影響

(3) Tile 用垂直和水平的邊界將圖像劃分為一些行和列，劃分出的矩形區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)Tile，每一個(gè)Tile包含整數(shù)個(gè)LCU，Tile之間可以互相獨(dú)立，以此實(shí)現(xiàn)并行處理：

H.265技術(shù)解析及其對(duì)高清產(chǎn)品的影響

H.265的應(yīng)用將會(huì)對(duì)未來高清視頻解碼與數(shù)字電視有較大影響。隨著用戶對(duì)高清視頻質(zhì)量的要求越來越高，每部視頻資源的空間占用量越來越大，高清資源下載往往需要很久，移動(dòng)存儲(chǔ)基本不夠用，H.265的高壓縮率特性能夠節(jié)省一半左右的存儲(chǔ)空間，極大的節(jié)省了空間與時(shí)間。
隨著電視機(jī)的走向智能化、網(wǎng)絡(luò)化，單核處理器已經(jīng)無法保證電視機(jī)引擎的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，多核處理器已經(jīng)陸續(xù)進(jìn)入市場(chǎng)，未來多核處理器會(huì)取代單處理器成為市場(chǎng)的主流。H.265視頻編碼技術(shù)更加適合于對(duì)多核處理器上進(jìn)行支持作用，可顯著提高多核處理器的各項(xiàng)功能。

人見百態(tài) · 發(fā)表于 2016-9-26 13:57

這個(gè)不錯(cuò) 正需要這個(gè)呢！感謝樓主的分享！

bianyue · 發(fā)表于 2016-10-17 11:23

看看怎么能讓電腦看。

在人苛 · 發(fā)表于 2017-3-3 00:41

與我。

煙雨閣 · 發(fā)表于 2017-4-3 21:01

正需要啊，感謝樓主無私分享！

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