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H.265是今年剛剛獲得國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國際電聯(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)測單元是進(jìn)行預(yù)測的基本單元,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:
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2016-9-26 13:50 上傳
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:
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(2) WPP(Wavefront Parallel Processing) 上一行的第二個(gè)LCU處理完畢,即對當(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:
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(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:
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2016-9-26 13:50 上傳
H.265的應(yīng)用將會(huì)對未來高清視頻解碼與數(shù)字電視有較大影響。隨著用戶對高清視頻質(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,未來多核處理器會(huì)取代單處理器成為市場的主流。H.265視頻編碼技術(shù)更加適合于對多核處理器上進(jìn)行支持作用,可顯著提高多核處理器的各項(xiàng)功能。
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