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发表于 2009-5-27
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1 编码结构
h264
基本单元：最大为１６ｘ１６，还可分为１６ｘ８、８ｘ１６、和８ｘ８大小。８ｘ８的宏块也被称为亚宏块（比１６ｘ１６小一个尺寸），亚宏块可以继续细分成８Ｘ４、４ｘ８、４ｘ４大小，至此不可再分。共计７种划分方式。
h265：编码树单元（ＣｏｄｉｎｇＴｒｅｅ Ｕｎｉｔ，ＣＴＵ）、编码单元（Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ，ＣＵ）、预测单元（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ，ＰＵ）以及变换单元（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｕｎｉｔ，ＴＵ）。ＨＥＶＣ采用了具有灵活块划分特性的编码树单元，块（即编码单元）的尺寸可以达到最大为６４ｘ６４像素大小。６４ｘ６４像素大小的ＣＴＵ即为编解码器的最基本处理单元
CU单元的实现步骤
编码开始，针对整个CTU进行所有预测模式下的RD-Cost,
对四叉树划分，选择对应的最佳的RD-cost，进行递归计算，对比来确定CTU四叉树的划分模式。【优化侧率，比如如何提前终止划分模式，来提升编码效率】
CU中skipp模式：不需要进行帧内预测模式，不需要考虑运动矢量和残差信息。
CU中non-skopped模式：根据实际情况选择帧内还是帧间
PU单元
ＰＵ是在ＣＵ的基础之上继续进行划分得到的。每个ＣＵ可能包含多个ＰＵ。ＰＵ是用于帧内预测和帧间预测的，存储了预测所需的相关信息。ＣＵ—定是正方形，但ＰＵ不需要。ＰＵ的这一设计是为了更好地还原图像的边界信息，尽可能与图像的真实像素相匹配。
TU单元
ＴＵ的划分用于预测残差变化和量化，以ＣＵ为基本单元进行四叉树深度递归划分，与ＣＵ的划分算法相同。
2 帧间预测
h264：帧内预测是为了降低宏块内部的像素空间冗余，而帧间预测则是为了减少视频图像的时域冗余。６ｘ１６、１６ｘ８、８ｘ１６、８ｘ８、８ｘ４、４ｘ８、４ｘ４。帧间预测采用了可变块运动估计／运动补偿技术，从而在参考帧中找到匹配的图像块，采用此技术较只使用１６ｘ１６宏块的单一划分方式提高约１５％的编码效率提升。运动矢量的精度可以细化到１／４像素或１／８像素，大大提升了预测精度，增强了在纹理特征较为复杂情况下的预测能力，编码率提升近２０％
h2645：ＨＥＶＣ引入了高级运动矢量预测（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｔｉｏｎ ＶｅｃｔｏｒＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ＡＭＶＰ）对运动矢量进行预测和估计。ＡＭＶＰ具有较局的适应性，可以有效地利用空间相关性。ＡＭＶＰ从当前正在编码的预测单元相邻的预测单元中选择最佳的运动向量作为待编码预测单元的运动向量预测值。
ＨＥＶＣ还引入了Ｍｅｒｇｅ模式，对相关性较强的编码单元进行压缩合并，减少编码的比特数。Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ和Ｈ．２６４／ＡＶＣ标准都只对运动矢量（ＭＶ）进行编码。通过将时空域相邻的预测单元的ＭＶ进行候选，编码器从候选表中取出最符合的ＭＶ对应的候选块进行传输，这一过程就称为Ｍｅｒｇｅ技术，即运动合并技术。
3 帧内预测
h264： 视频是由连续图像序列组成的，每一幅图像称为一帧。帧内预测的目的是降低宏块间像素的空间冗余，降低编码过程中的数据量。具体是利用当前宏块周围邻近的像素值、在空间域上的方向特性和亚宏块像素间的相关性对当前待编码宏块进行预测，将预测像素和待编码像素进行残差计算，对残差进行编码，去除空间冗余，提高图像的编码压缩效率，降低编码时间。能够进行帧内预测的宏块必须为ＮｘＮ类型，即大小为４ｘ４、８ｘ８和１６ｘ１６的宏块。
亮度分量支持两种帧内预测模式，分别为４ｘ４和１６ｘ１６。其中４Ｘ４支持９种不同的预测模式。
其中16Ｘ16支持4种不同的预测模式。
h265：Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ将帧内预测模式的种类大大增加。角度模式增加至３３种，在原来的直流模式（ＤＣ）以外还新增了平面模式。
特点：多增加了线性滤波处理：平面模式则是先对待编码单元上方和左方的参考像素进行线性滤波处理，降低预测像素的突变程度，使得计算值更加稳定和平缓，降低画面突兀的可能，优化视频帧的主观视觉效果。
4 变化量化
变化：空间域的像素转化茧变换域。改用变换域的变换系数进行度量描述，降低空间冗余，进一步结合蜇化技术、Ｚ－ｏｒｄｅｒ扫描、熵编码进行压缩数据。
量化：量化是为了使数字信号的连续取值对应至有限个离散值，以使信号取值较为规律，实现多对一的映射关系。上述提及的ＤＣＴ变换对残差信号进行处理后得到的ＤＣＴ系数取值范围一般很大，量化可以控制ＤＣＴ系数的取值区间，降低编码量，提升压缩性能。
H264的变化：在Ｈ．２６４／ＡＶＣ编码标准中，使用的依然是基于块的变换编码，但采用的是基于整数的ＤＣＴ技术［２５，２６］，以往标准只支持８ｘ８大小的变换单元，新标准支持４ｘ４、８ｘ８大小的变换单元，运算速度有所提升，且在逆运算过程中不会存在精度问题。
H264的量化：Ｈ．２６４／ＡＶＣ同时还米用了５２级步长量化参数（ＱｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎＰａｒａｍｅｔｅｒ，ＱＰ）。选用的量化步长ＱＰ越大，则视频帧的质量损耗越大；选用的量化步长ＱＰ越小，视频帧的质量损失也就越小。
H265的变化：在Ｈ．２６４／ＡＶＣ编码标准中，使用的依然是基于块的变换编码，但采用的是基于整数的ＤＣＴ技术［２５，２６］，以往标准只支持８ｘ８大小的变换单元，新标准支持４ｘ４、８ｘ８大小的变换单元，运算速度有所提升，且在逆运算过程中不会存在精度问题。
H265的量化：Ｈ．２６４／ＡＶＣ同时还米用了５２级步长量化参数（ＱｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎＰａｒａｍｅｔｅｒ，ＱＰ）。选用的量化步长ＱＰ越大，则视频帧的质量损耗越大；选用的量化步长ＱＰ越小，视频帧的质量损失也就越小
常用的量化的方式
标量量化：每个样点的量化取值是一个标量，并且独立于其他点的取值。
矢量量化：将每个ｎ维取值空间划分为若干个子空间，每个子空间用一个ｎ维代表矢量来表示该子空间所有的矢量取值。
5 熵编码
依据熵编码这一手段可以进一步去除统计冗余。
Ｈ．２６４／ＡＶＣ编码标准采用基于上下文的二进制算数编码和基于上下文的自适应可变长编码
H. 265采用了高性能的算数编码，提升编码效率
6 环路滤波
去方块滤波
采样自适应偏移 |
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