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技術(shù)文章

H.265編碼技術(shù)

閱讀：1628發(fā)布時(shí)間：2013-4-22

H.265的技術(shù)優(yōu)勢(shì)凸顯

　　
1、更大的宏塊和變換塊。相對(duì)于H.264的4×4、8×8、16×16宏塊類型，H.265引入了32×32、64×64甚至于128×128的宏塊，目的在于減少高清數(shù)字視頻的宏塊個(gè)數(shù)，減少用于描述宏塊內(nèi)容的參數(shù)信息，同時(shí)整形變換塊大小也相應(yīng)擴(kuò)大，用于減少H.264中變換相鄰塊問的相似系數(shù)。

　　
2、使用新的MV（運(yùn)動(dòng)矢量）預(yù)測(cè)方式。區(qū)別于H.264基于空間域的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方式，H.265擴(kuò)充更加多的方向進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)，同時(shí)將預(yù)測(cè)塊的集合由原來的空間域擴(kuò)展到時(shí)間域及空時(shí)混合域，通過率失真準(zhǔn)則計(jì)算后選擇*的預(yù)測(cè)塊。使用該方法，在基本模式下測(cè)試，在與H.264相同質(zhì)量的情況下，得到平均為6.1%的壓縮增益，復(fù)雜圖像的壓縮增益甚至能提高到20%。

　　
3、更多的考慮并行化設(shè)計(jì)。當(dāng)前芯片架構(gòu)已經(jīng)從單核性能逐漸往多核并行方向發(fā)展，H.265引入了Entropyslice、WPP等并行運(yùn)算思路，使用并行度更高的編碼算法，更有利于H.265在GPU/DSP/FPGA/ASIC等并行化程度非常高的CPU中快速的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

　　
4、新添加的Tile劃分機(jī)制使得以往的slice、幀或GOP為單位的粗粒度數(shù)據(jù)并行機(jī)制更加適合于同構(gòu)多核處理器上的并行實(shí)現(xiàn)。Dependentslice和WPP機(jī)制解決了以往

　
H.264等編碼技術(shù)中熵編碼環(huán)節(jié)無法并行實(shí)現(xiàn)的問題，使得整個(gè)編解碼過程中DCT、運(yùn)動(dòng)估計(jì)、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、熵編碼等任務(wù)模塊的劃分更加均衡，顯著提高并行加速比。

H.265編碼怎樣改變娛樂生活

　　
視頻壓縮是一項(xiàng)*的技術(shù)，它的意義不必言說，當(dāng)數(shù)字電視引入英國(guó)時(shí)，已經(jīng)開始運(yùn)用壓縮技術(shù)，得以給觀眾提供更多的頻道。時(shí)下zui流行的編碼是h.264，蘋果iTunes電影和Sky、Freeview等高清電視都是用這種格式，但現(xiàn)有的h.264和MPEG-4壓縮方案逐漸開始無法滿足越發(fā)龐大的高清視頻流，所以需要引進(jìn)壓縮率更高的HEVC或者說h.265編碼。

　　
1、H.265讓手機(jī)流播高清視頻成為可能

　　與H.264相比，H.265在壓制1080p高清視頻時(shí)，碼率只有前者50%，而且不影響清晰度。在有線電視網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，這個(gè)改變似乎無關(guān)痛癢，但到了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，情況就不同了。手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的興起對(duì)流播視頻的數(shù)據(jù)量提出了苛刻要求，H.265在播放1080P、4K、8K超清電影時(shí)可以節(jié)約大量空間和帶寬。

　　
具體的來說，H.265會(huì)分析每一幀中是否有移動(dòng)的畫面，然后把沒有變化的部分壓縮。如果靜態(tài)幀越多則壓縮率越高，由于大多數(shù)視頻90%的部分都沒有變化，這樣壓縮能保證壓縮效率增加的同時(shí)不降低畫面質(zhì)量。

　　
2、H.265可以讓藍(lán)光光盤容量瞬間翻倍
今年的CES大會(huì)上多家廠商都準(zhǔn)備推出4K超清電視，H.265的出現(xiàn)正好迎合了超清視頻的需求。而移動(dòng)市場(chǎng)上，3G技術(shù)正逐漸向4G過渡，H.265視頻不僅可以提高網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量，讓更多用戶使用手機(jī)平板通過4G網(wǎng)絡(luò)就能看到1080p視頻，節(jié)省用戶和運(yùn)營(yíng)商的流量。對(duì)于藍(lán)光來說，H.265的HEVC編碼技術(shù)足以將巨大的4K電影壓縮進(jìn)一張藍(lán)光光盤，盡管未來會(huì)出現(xiàn)100GB以上的大容量藍(lán)光盤，使用HEVC編碼的藍(lán)光盤更節(jié)省空間，還不用花錢去升級(jí)兼容更大容量藍(lán)光盤的光驅(qū)。

H.265算法發(fā)展趨勢(shì)
　　
由MPEG和VCEG組成的數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)組織JVT在2005年已經(jīng)啟動(dòng)了下一代數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.265的規(guī)劃，經(jīng)過這幾年的發(fā)展，已經(jīng)取得了階段性的成果和技術(shù)提升。

　　
更大的宏塊和變換塊。相對(duì)于H.264的4×4、8×8、16×16宏塊類型，H.265引入了32×32、64×64甚至于128×128的宏塊，目的在于減少高清數(shù)字視頻的宏塊個(gè)數(shù)，減少用于描述宏塊內(nèi)容的參數(shù)信息，同時(shí)整形變換塊大小也相應(yīng)擴(kuò)大，用于減少H.264中變換相鄰塊問的相似系數(shù)。

　　
使用新的MV（運(yùn)動(dòng)矢量）預(yù)測(cè)方式。區(qū)別于H.264基于空間域的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)方式，H.265擴(kuò)充更加多的方向進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)，同時(shí)將預(yù)測(cè)塊的集合由原來的空間域擴(kuò)展到時(shí)間域及空時(shí)混合域，通過率失真準(zhǔn)則計(jì)算后選擇*的預(yù)測(cè)塊。使用這一方法，在基本模式下測(cè)試，在與H.264相同質(zhì)量的情況下，得到平均為6.1％的壓縮增益，復(fù)雜圖像的壓縮增益甚至能提高到20%。

　　
更多的考慮并行化設(shè)計(jì)。當(dāng)前芯片架構(gòu)已經(jīng)從單核性能逐漸往多核并行方向發(fā)展，H.265引入了Entropyslice、WPP（WavefrontParallelProcessing）等并行運(yùn)算思路，使用并行度更高的編碼算法，更有利于H.265在GPU/DSP/FPGA/ASIC等并行化程度非常高的CPU中快速的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

　　
此外，H.265中還有諸如多描述編碼、采樣點(diǎn)自適應(yīng)偏移、1/8像素插值編碼、自適應(yīng)環(huán)路濾波等等諸多技術(shù)亮點(diǎn)，使得H.265在壓縮效率、并行處理能力和網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性方面比H.264有極大的進(jìn)步。

　　
H.265算法應(yīng)用廣闊
　　
雖然H.265目前還處于研究階段，但伴隨著高清視頻應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展需求和硬件技術(shù)的發(fā)展，H.265的推出只是時(shí)間問題。在安防行業(yè)，H.265的應(yīng)用前景將十分廣闊。首先，安防行業(yè)高清化的發(fā)展速度十分迅速，隨著高清化安防監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，H.264編碼算法對(duì)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、解碼的壓力日趨明顯。制定H.265算法標(biāo)準(zhǔn)zui大目標(biāo)就是為了提升高清視頻編碼、傳輸、解碼效率，十分符合安防發(fā)展需求。其次，目前安防行業(yè)中H.264算法的應(yīng)用已十分普及，從H.264發(fā)展而來的H.265在系統(tǒng)兼容、升級(jí)、推廣方面存在極大優(yōu)勢(shì)。相信不久的將來，H.265勢(shì)必取代H.264，成為安防行業(yè)視頻壓縮的主流技術(shù)。

　　
目前安防行業(yè)中H.264算法的應(yīng)用已十分普及，從H.264發(fā)展而來的H.265在系統(tǒng)兼容、升級(jí)、推廣方面存在極大優(yōu)勢(shì)。相信不久的將來，H.265勢(shì)必取代H.264，成為安防行業(yè)視頻壓縮的主流技術(shù)。

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