h265HEVC編解碼相關(guān)技術(shù)概述

1、H265(HEVC Heigh Efficiency Video Coding)介紹1概要H.265(高效率視頻編碼(HEVC)是現(xiàn)行“H.264/MPEG-4 AVC”標(biāo)準(zhǔn)于2003年實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化 以來時隔10年推出的新標(biāo)準(zhǔn)，將成為支撐未來十年的影像服務(wù)和產(chǎn)品的視頻壓縮技術(shù)。其 特點是，支持1080p以上的4Kx2K和8Kx4K分辨率，將視頻壓縮率提高至H.264的約2倍。 也就是說，能以原來一半的編碼速度發(fā)送相同畫質(zhì)的視頻。例如，按照20Mbit/秒發(fā)送的H.264 格式視頻內(nèi)容，在相同畫質(zhì)的條件下用HEVC格式只需10Mbit/秒的速度。1.1 H.265發(fā)展背景H.264雖然是一個劃時代

2、的數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，但是隨著數(shù)字視頻產(chǎn)業(yè)鏈的高速發(fā)展， H.264的局限性逐步顯現(xiàn)，并且由于H.264標(biāo)準(zhǔn)核心壓縮算法的完全固化，并不能夠通過調(diào) 整或擴充來更好地滿足當(dāng)前高清數(shù)字視頻應(yīng)用。視頻應(yīng)用向以下幾個方面發(fā)展的趨勢愈加明顯：(1)高清晰度(Higher Definition):數(shù)字視頻的應(yīng)用格式從720P向1080P全面升級，在一 些視頻應(yīng)用領(lǐng)域甚至出現(xiàn)了 4K*2K、8K*4K的數(shù)字視頻格式(2)高幀率(Higher frame rate)：數(shù)字視頻幀率從30fps向60fps、120fps甚至240fps的應(yīng) 用場景升級高壓縮率(Higher Compression rate：傳輸帶

3、寬和存儲空間一直是視頻應(yīng)用中最為關(guān)鍵 的資源，因此，在有限的空間和管道中獲得最佳的視頻體驗一直是用戶的不懈追求。由于數(shù)字視頻應(yīng)用在發(fā)展中面臨上述趨勢，如果繼續(xù)采用H.264編碼就出現(xiàn)如下一些局 限性：(1)宏塊個數(shù)的爆發(fā)式增長，會導(dǎo)致用于編碼宏塊的預(yù)測模式、運動矢量、參考幀索引和 量化級等宏塊級參數(shù)信息所占用的碼字過多，用于編碼殘差部分的碼字明顯減少。即：單個 宏塊所表示的圖像內(nèi)容的信息大大減少，導(dǎo)致4*4或8*8塊變換后的低頻率相似程度也大 大提高，會出現(xiàn)大量的冗余分辨率的大幅增加，表示同一個運動的運動矢量的幅值將大大增加，H.264中采用一 個運動矢量預(yù)測值，對運動矢量差編碼使用的是哥倫布

4、指數(shù)編碼，該編碼方式的特點是數(shù)值 越小使用的比特數(shù)越少。因此，隨著運動矢量幅值的大幅增加，H.264中用來對運動矢量進 行預(yù)測以及編碼的方法壓縮率將逐漸降低。并行度比較低H.264的一些關(guān)鍵算法，例如采用CAVLC和CABAC兩種基于上下文的熵編碼方法、 deblock濾波等都要求串行編碼，并行度比較低。針對GPU/DSP/FPGA/ASIC等這種并行化程 序非常的CPU，H.264的這種串行化處理越來越成為制約運算性能的瓶頸?；谝陨弦曨l應(yīng)用的發(fā)展趨勢和H.264的局限性，面向更高清晰度、更高幀率、更高壓 縮率的高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(High Efficiency Video Coding)HE

5、VC(H.265協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運而生。HEVC的核心目標(biāo)：在H.264/AVC high profile的基礎(chǔ)上，保證相同視頻質(zhì)量的前提下， 視頻流的碼率減少50%。在提高壓縮效率的同時，允許編碼端適當(dāng)提高復(fù)雜度HEVC的編碼框架：沿用H.263的混合編碼框架，即用幀間和幀內(nèi)預(yù)測編碼消除時間域 和空間域的相關(guān)性，對殘差進行變換編碼以消除空間相關(guān)性，熵編碼消除統(tǒng)計上的冗余度。 HEVC在混合編碼框架內(nèi)，著力研究新的編碼工具或技術(shù)，提高視頻壓縮效率HEVC的技術(shù)創(chuàng)新：基于大尺寸四叉樹結(jié)構(gòu)的分割技術(shù)，多角度幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)，運動估 計融合技術(shù)，高精度運動補償技術(shù)，自適應(yīng)環(huán)路濾波技術(shù)以及基于語義的熵編碼技術(shù)。

6、通信和廣電行業(yè)的人士對HEVC的高壓縮率寄予了厚望。1.2發(fā)展歷程早在2004年，ITU-T視頻編碼專家組(VCEG)開始研究新技術(shù)以便創(chuàng)建一個新的視頻壓 縮標(biāo)準(zhǔn)。在2004年10月，H.264/ AVC小組對潛在的各種技術(shù)進行了調(diào)查。2005年1月VCEG 的會議上，VCEG開始指定某些主題為“關(guān)鍵技術(shù)作進一步研究。2005年成立軟件代碼庫稱 為Key Technical Areas(KTA)用來評估這些新的“關(guān)鍵技術(shù)。KTA的軟件是在聯(lián)合模型(JM) 基礎(chǔ)上由MPEG和VCEG的視頻組聯(lián)合開發(fā)的，項目名稱暫定為H.265和H.NGVC(Nextgeneration Video Coding

7、)，此項目在2010年最終演化為由VCEG和MPEG合資項目也叫做按照NGVC的初步要求，在維持視覺HEVC(High efficiency video coding)。質(zhì)量相同的情 況下，比特率較H.264/MPEG-4 AVC的高中檔(high profile)，計算復(fù)雜度維持在比特率較 H.264/MPEG-4 AVC的高中檔的1/2至3倍之間?！癏.265只是作為“高性能視頻編碼(HEVC) 一個昵稱。2009年7月，實驗結(jié)果表明比特率相較于H.264/AVC High Profile平均降低20% 左右，這些結(jié)果促使MPEG與VCEG合作發(fā)起的新的標(biāo)準(zhǔn)化工作。2010年1月，VCEG

8、和MPEG開始發(fā)起視頻壓縮技術(shù)正式提案。相關(guān)技術(shù)由視頻編碼聯(lián) 合組(Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)審議和評估，其合作小組第一次會 議于2010年4月召開大會，一共有27個完整的提案。評價結(jié)果表明，一些提案在許多測試 用例可以達到只用一半的比特率并維持H.264/AVC相同的視覺質(zhì)量。在這次會議上，聯(lián)合項 目名改稱為高效率的視頻編碼(HEVC)，并且JCT-VC小組把相關(guān)技術(shù)集成到一個的軟件代碼 庫(HM)和標(biāo)準(zhǔn)文本草案規(guī)范，并進行進一步實驗，以評估各項功能。2012年2月10日，在美國圣何塞召開了第99屆MPEG會議。MPEG

9、組織和ITU-T組織 對JCT-VC的工作表示滿意，準(zhǔn)備于2013年1月，同時在ISO/IEC和ITU-T發(fā)布HEVC標(biāo)準(zhǔn)的 最終版本。2013年1月26號，HEVC正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)時間點：2010 年 1 月，ITU-T VCEG(Video Coding Experts Group)和 ISO/IEC MPEG(Moving Picture Experts Group)聯(lián)合成立JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Codin)聯(lián)合組織，統(tǒng)一制 定下一代編碼標(biāo)準(zhǔn):HEVC(High efficiency video coding)。2012.

10、2：委員會草案（標(biāo)準(zhǔn)草案完成稿）；HEVC委員會草案獲得通過。2012.7： HEVC國際標(biāo)準(zhǔn)草案獲得通過2013.1：國際標(biāo)準(zhǔn)最終獲得通過應(yīng)用領(lǐng)域以前，伴隨每次視頻壓縮技術(shù)的進化，多種影像服務(wù)和產(chǎn)品都會紛紛亮相（圖1）。1995 年實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的MPEG-2得到了 DVD和數(shù)字電視等領(lǐng)域采用，大幅擴大了視頻壓縮技術(shù)的 應(yīng)用范圍。MPEG-4在1998年實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化后，立即應(yīng)用到了移動和互聯(lián)網(wǎng)視頻服務(wù)領(lǐng)域。伴 隨視頻壓縮技術(shù)的升級，各種影像服務(wù)和產(chǎn)品隨之登場。2013年以后，隨著HEVC的進步， 4K及8K電視及網(wǎng)絡(luò)全高清影像服務(wù)也紛紛出現(xiàn)。箭頭指示的是各服務(wù)和產(chǎn)品主要采用的壓 縮技術(shù)。藍光光能L

11、TE-Advanced智能手機,？微波數(shù)字電視 （高清聰像）懦徵CATV好觸 （高清影像）固定通信經(jīng)由固定通信網(wǎng)的 1PTV及藍光光能LTE-Advanced智能手機,？微波數(shù)字電視 （高清聰像）懦徵CATV好觸 （高清影像）固定通信經(jīng)由固定通信網(wǎng)的 1PTV及QT項激OTT：aver Ihe icp” 1在日本投入商用的時間視頻壓縮技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)期格例外情況）圖1：視頻壓縮技術(shù)及對應(yīng)的影像服務(wù)和產(chǎn)品的歷史個人電胭圖2： HEVC的應(yīng)用示例!,E口 - 個人電胭圖2： HEVC的應(yīng)用示例!,E口 - 4K/8K 電視，全高清/4K/8K影像監(jiān)控系統(tǒng)、（通信%一 一 _二固定通信網(wǎng)/移動通信網(wǎng)/急/

12、bksk電視臺電髭院平板電視 口 攝像機數(shù)碼相機網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)公共視覺智能手機HEVC的應(yīng)用示意圖如圖2所示。在廣播電視、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)、電影院及公共大屏幕（PublicViewing）等眾多領(lǐng)域，4Kx2K和8Kx4K視頻發(fā)送將變得更容易實現(xiàn)。個人電腦及智能手機等信息終端自不用說，平板電視、攝像機及數(shù)碼相機等AV產(chǎn)品也會支持HEVC。不僅是這些既有市場，HEVC還有可能在今后有望增長的新市場上大顯身手。例如，影 像監(jiān)控系統(tǒng)就是其中之一。影像監(jiān)控系統(tǒng)最近幾年在快速從原來的模擬攝像頭組合VTR的 方式，向經(jīng)由IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送、存儲和瀏覽數(shù)碼攝像頭拍攝的視頻的方法過度。為提高安全性， 需要增加攝像頭數(shù)量、

13、提高影像的精細度，而與此同時，確保網(wǎng)絡(luò)頻帶和存儲容量增加。估 計HEVC將作為解決這些課題的措施而得到采用。優(yōu)缺點優(yōu)點:1、高壓縮率 1）在視頻質(zhì)量相同的條件下，較H.264平均減少50%的碼流，可以節(jié)省下大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬及存儲空間2）在同碼流條件下提供更加高質(zhì)量的視頻 2、支持8192x4320分辨率缺點:1、HEVC使用到的技術(shù)和算法較前兩代標(biāo)準(zhǔn)H.264和MPEG-2更為復(fù)雜，視頻流在壓縮過程中需要經(jīng)過更多的選擇和運算。2、HEVC不支持大多數(shù)硬件，通常需要效率更高，更多的處理器來輔助，這意味著，如果有一個固件需要更新，而編解碼器卻跟不上升級速度的話，那么我們的電視機頂盒和藍光播放機是無法

14、播放HEVC編碼內(nèi)容的，需要等待解決方案出現(xiàn)后才能繼續(xù)使用。2編解碼技術(shù)通過幀間預(yù)測編碼和幀內(nèi)預(yù)測編碼消除時域空域的相關(guān)性;通過對預(yù)測殘差的變換編碼消除 時間上的相關(guān)性；通過熵編碼消除比特分配造成的編碼冗余。但H.265編碼框架及編碼單元結(jié)構(gòu)與H.263以來的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)一樣，HEVC的設(shè)計沿用了經(jīng)典的基于塊的混合視頻編碼 框架?？蚣苤饕?，幀內(nèi)預(yù)測(intra prediction)、幀間預(yù)測(inter prediction)、轉(zhuǎn)換(transform)、量化(quantization)、去區(qū)塊濾波器(deblocking filter)、熵編碼(entropy coding等模塊，但在

15、 HEVC編碼架構(gòu)中，整體被分為了三個基本單位，分別是：編碼單位(coding unit,CU)、預(yù)測單位(predict unit,PU)和轉(zhuǎn)換單位(transform unit,TU )。MtradnterSelectionScaling & Inverse TransformMofaonInput Video SignalIntra-Pidure PredictionTransfarm.Scaling 口u日血Motion CcmpensationGene/al Cocet (predict unit,PU)和轉(zhuǎn)換單位(transform unit,TU )。MtradnterSelec

16、tionScaling & Inverse TransformMofaonInput Video SignalIntra-Pidure PredictionTransfarm.Scaling 口u日血Motion CcmpensationGene/al Cocet ConW -rn J 工 I,Quantized TransForm Cceff-cianisintra PreciictlonDataIntra-Picture EstimaronFiller Cantml AnalystDecoded Picture Buffer* Oulput Video Sig同Deb函 ng & SAO

17、F KersI HeaderFoimatirft &CARACCtdedBitstream視頻編碼的基本流程為：將視頻序列的每一幀劃分為固定大小的宏塊，通常為16X16 像素的亮度分量及2個8X8像素的色度分量(對于4? 2? 0格式視頻)，之后以宏塊為單 位進行編碼。對視頻序列的第一幀及場景切換幀或者隨機讀取幀采用I幀編碼方式，I幀編 碼只利用當(dāng)前幀內(nèi)的像素作空間預(yù)測，類似于JPEG圖像編碼方式。其大致過程為，利用幀 內(nèi)先前已經(jīng)編碼塊中的像素對當(dāng)前塊內(nèi)的像素值作出預(yù)測(對應(yīng)圖中的幀內(nèi)預(yù)測模塊)，將預(yù) 測值與原始視頻信號作差運算得到預(yù)測殘差，再對預(yù)測殘差進行變換、量化及熵編碼形成編 碼碼流。對

18、其余幀采用幀間編碼方式，包括前向預(yù)測P幀和雙向預(yù)測B幀，幀間編碼是對當(dāng) 前幀內(nèi)的塊在先前已編碼幀中尋找最相似塊(運動估計)作為當(dāng)前塊的預(yù)測值(運動補償)，之 后如I幀的編碼過程對預(yù)測殘差進行編碼。編碼器中還內(nèi)含一個解碼器，如圖1中青綠色部 分所示。內(nèi)嵌解碼器模擬解碼過程，以獲得解碼重構(gòu)圖像，作為編碼下一幀或下一塊的預(yù)測 參考。解碼步驟包括對變換量化后的系數(shù)進行反量化、反變換，得到預(yù)測殘差，之后預(yù)測殘差與預(yù)測值相加，經(jīng)濾波去除塊效應(yīng)后得到解碼重構(gòu)圖像。幀間預(yù)測編碼圖HEVC以LCU塊為單位對輸入視頻幀進行處理，首先是預(yù)測，可進行幀內(nèi)預(yù)測與幀間預(yù) 測。幀內(nèi)預(yù)測：預(yù)測塊由當(dāng)前幀中已編碼并解碼重建的相

19、鄰塊預(yù)測得到。幀間預(yù)測：預(yù)測塊通過基于一個或多個參考幀的運動估計和運動補償?shù)玫?。然后通過當(dāng)前塊 減去預(yù)測塊得到預(yù)測殘差。預(yù)測殘差進一步進行變換編碼和量化，從而得到量化后的殘差系 數(shù)。然后對量化后的殘差系數(shù)、編碼模式以及相關(guān)的編碼參數(shù)等信息進行熵編碼，從而得到 壓縮后的比特流。同時量化殘差還要進行反變換和反量化，然后將殘差和預(yù)測值相加起來重 建圖像，再進行濾波，生成參考幀編碼單元結(jié)構(gòu)以往H.264會以16 x 16像素為單位（或是16 x 8、8 x 8、8 x 4、4 x 4等配置），將畫面 切割為數(shù)個大小相同的宏塊，并以這些宏塊做為編碼時的最小元素。H.265則是將切割畫面 的工作從使用者手

20、動設(shè)定，轉(zhuǎn)交給編碼器來決定，讓編碼器可視情況以16 x 16、32 x 32、64 x 64等尺寸，將畫面切割為數(shù)個編碼樹單元，一般來說區(qū)塊尺寸越大，壓縮效率就會越好。左圖是傳統(tǒng)的H.264標(biāo)準(zhǔn)，每個宏塊大小都是固定的；右圖是H.265標(biāo)準(zhǔn)，編碼單元大小是 根據(jù)區(qū)域信息量來決定的H.265沒有繼續(xù)采用之前的宏塊(Micro Block, MB)概念，而是使用編碼單元(Coding unit, CU)作為基本的編碼結(jié)構(gòu)。一個CU可以包含一個或多個不同尺寸的預(yù)測單元PU(Prediction unit), 一個PU包含若干變換單元(Transfore unit TU)。CU,PU,TU三種在編碼中

21、起的作用不一 樣，不過這種編碼方式還是基于混合編碼，但是采用了這三種unit之后，能夠更好的分割一 張圖像，變成一個一個的block用來后續(xù)的預(yù)測和處理。采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的是在增加 靈活性的同時，使壓縮預(yù)測更符合圖像特性。CU(Coding Unit)CU是用作幀間和幀內(nèi)編碼的基礎(chǔ)單元，他的特點是方塊，LCU是64x64,可以使用遞歸分割 四叉樹的方法來得到，大的CU適用于圖像中比較平滑部分，而小的部分則適用于邊緣和紋 理較豐富的區(qū)域。采用大尺寸CU主要是為了高清壓縮編碼的應(yīng)用，畢竟如1080p甚至更大 分辨力的視頻，其空間會有更大面積的一致性，因此采用更大的編碼單元能更有效地減少空 間的

22、冗余。Pa rtnioning of a 5 ol Pa rtnioning of a 5 ol LCU to ua rious siz&j of CLF.如果仍采用光柵掃描順序，對CU的尋址會很不方便，因此，H.265定義了 Z掃描順序這種掃描順序保證了對于不同分割都能按照相同的遍歷順序進行尋址有利于程序中遞歸實 現(xiàn)PU(Prediction Unit)PU是預(yù)測的基本單元，是編碼單元CU基礎(chǔ)上進行劃分的，有SKIP，INTRA，INTER三 種模式可以分割，每個CU中可以包含一個或多個PU。PU可以是方形也可以是矩形，這是 為了分塊能更好與圖像中真實物體存在的邊界匹配，但是其分割不是遞歸的

23、，與CU的分割 還是有區(qū)別的。PU的尺寸不能超過其所屬的CU，PU的劃分方式有兩類a. 2Nx2N,NxN,Nx2N,2NxN 如圖三 a 所示b.64x64的CU支持AMP(不對稱分割)，主要為了適用于CU中紋理偏差比較大的情況，增加 預(yù)測的精準(zhǔn)度，不對稱的PU僅適用于幀間預(yù)測，如圖三b所示TU(TransformUnit)TU是變換和量化的基本單元，它可以大于PU,但是卻不可以大于CU的大小。TU同樣采用四叉樹的分割結(jié)構(gòu)，所支持的尺寸從4x4至32x32的大小。TU的形狀取決于PU的劃 分模式，當(dāng)PU為正方形時，TU也是正方形的，當(dāng)PU為非正方形時，TU也是非正方形的， 一個CU可以包含一

24、個或多個TU。An examp Ie at arranging TUsin mn LCU.下圖可以形象的展示CU、PU及CU之間的關(guān)系。幀內(nèi)預(yù)測利用圖像的空間相關(guān)性，用周圍重建像素值對當(dāng)前編碼塊進行預(yù)測H.265更多的幀內(nèi)預(yù)測方向，在H.264采用9個幀內(nèi)預(yù)測方向的場合，H.265預(yù)測方向 拓展到33個，另外加上一個DC和一個planar，一共35中預(yù)測模式，使得預(yù)測更加精細 增加更多提升更高效幀內(nèi)壓縮的可能的參考像素塊。明顯的代價是在增加的方向中搜索需要 更多編碼時間。Luma inc?apre-dici;wn rmodes E 我 HEvCand fb) h.JavC,19 11 20 5

25、 21 12291 23 13 到Luma inc?apre-dici;wn rmodes E 我 HEvCand fb) h.JavC,19 11 20 5 21 12291 23 13 到鞋 Z5 Id 汨 7牝 big ce4x4Luma彳HIFA MocIhlax 16 Luma i-ntra 辭kxlfis3t InbaBC 4r PIhAbCt lnlra_Pinn.ir 才 mtra_DCPlanar模式平面預(yù)測是一種新提出的預(yù)測方法，常用于內(nèi)容平滑或紋理不清晰的單元。它為預(yù)測單 元中的每一個像素點也都要進行插值預(yù)測，如圖所示。首先根據(jù)左側(cè)相鄰單元的右下角像素 和上方相鄰單元的下

26、邊界像素插值出當(dāng)前預(yù)測單元下邊界的每個像素點，再根據(jù)上方相鄰單 元的右下角像素和左側(cè)相鄰單元的右邊界像素插值出當(dāng)前預(yù)測單元右邊界的每個像素點，然 后利用上方相鄰單元的下邊界、左側(cè)相鄰單元的右邊界以及插值出的當(dāng)前單元的下邊界和右與亮度的幀內(nèi)預(yù)測相比，色度的幀內(nèi)預(yù)測過程要簡單的多，只有率失真優(yōu)化的模式選擇過程，且與亮度的率失真優(yōu)化模式選擇過程相同。色度預(yù)測只有 5 種預(yù)測模式：planar、DC、horizontal、vertical、DM_CHROMA 等。DM_CHROMA模式就是利用亮度分量所選擇的預(yù)測模式，因此如果前4種預(yù)測模式中 存在亮度分量所選擇的預(yù)測模式，為了避免重復(fù)，就利用垂直向右

27、對角線方向34)預(yù)測替換 該重復(fù)的預(yù)測模式。幀間預(yù)測幀間預(yù)測利用連續(xù)圖像之間的相關(guān)性，通過運動估計和運動補償?shù)木幋a方法去消除視頻 信息的時間冗余。利用先前已編碼重建幀作為參考幀進行預(yù)測。1、幀間預(yù)測采用融合模式時，當(dāng)前PU塊的運動信息(包括運動矢量、參考索引、預(yù)測模式 都可以通過相鄰PU的運動信息推導(dǎo)得到。編碼時，當(dāng)前PU塊只需要傳送融合標(biāo)記(Merge Flag)以及融合索引(Merge Index)，無需傳送其運動信息。2、幀間預(yù)測還可以通過空域相鄰PU以及時域相鄰PU的運動矢量信息構(gòu)造出一個預(yù)測運動 矢量候選列表，PU遍歷運動矢量候選列表，在其中選擇最佳的預(yù)測運動矢量。廣義B幀預(yù)測技術(shù)在

28、高效預(yù)測模式下，H.265仍然采用H.264中的等級B預(yù)測方式，同時還增加了廣義B (Generalized P and B picture，GPB )預(yù)測方式取代低時延應(yīng)用場景中的P預(yù)測方式。GPB預(yù) 測結(jié)構(gòu)”是指對傳統(tǒng)P幀采取類似于B幀的雙向預(yù)測方式進行預(yù)測。在這種預(yù)測方式下，前 向和后向參考列表中的參考圖像都必須為當(dāng)前圖像之前的圖像，且兩者為同一圖像。對P幀 采取B幀的運動預(yù)測方式增加了運動估計的準(zhǔn)確度，提高了編碼效率，同時也有利于編碼流 程的統(tǒng)一。去塊濾波(Deblock filter)去塊濾波位于反變換之后，主要是去除視頻壓縮過程中產(chǎn)生的方塊效應(yīng)。首先對垂直邊 界進行水平濾波,先亮度

29、塊后色度塊;再對水平邊界進行垂直濾波,先亮度塊后色度塊。HEVC 對8x8塊的邊界進行濾波，與H.264/AVC中對4x4邊的邊界進行濾波相比，HEVC中去塊濾 波算法的時間復(fù)雜度有所降低。采樣點自適應(yīng)偏移(Sample Adaptive Offset,SAO)把Frame劃分為若干LCU,然后對每個LCU中每個像素進行SAO操作.將根據(jù)其LCU像 素特征選擇一種像素補償方式，以減少源圖像與重構(gòu)圖像之間的失真。自適應(yīng)樣點補償方 式分為帶狀補償(Band Offset， BO)和邊緣補償(Edge Offset， EO)兩大類。帶狀補償帶狀補償將像素值強度等級劃分為若干個條帶，每個條帶內(nèi)的像素擁

30、有相同的補償 值。進行補償時根據(jù)重構(gòu)像素點所處的條帶，選擇相應(yīng)的帶狀補償值進行補償?，F(xiàn)有的HM模型將像素值強度從0到最大值劃分為32個等級。同時這32個等級條帶 還分為兩類，第一類是位于中間的16個條帶，剩余的16個條帶是第二類。編碼時只將其中一類具有較大補償值的條帶偏移信息寫入片頭；另一類條帶信息則不傳送。這樣的方式編碼將具有較小偏移值的一類條帶忽略不計，從而節(jié)省了編碼比特數(shù)加加砥口加加砥口邊緣補償邊緣補償主要用于對圖像的輪廓進行補償。它將當(dāng)前像素點值與相鄰的2個像素值進 行對比，用于比較的2個相鄰像素可以在下圖中所示的4種模板中選擇，從而得到該像素點的類型。解碼端根據(jù)碼流中標(biāo)示的像素點的類

31、型信息進行相應(yīng)的補償校正。CCCCCCCC自適應(yīng)環(huán)路濾波(Adaptive Loop Filter,ALF)ALF在編解碼環(huán)路內(nèi)，位于Debtock和SAO之后，用于恢復(fù)重建圖像以達到重建圖像與原始圖像之間 的均方差(MSE)最小。ALF的系數(shù)是在幀級計算和傳輸?shù)模梢哉麕瑧?yīng)用ALF，也可以對于基于塊或基于量 化樹(quadtree )的部分區(qū)域進行ALF，如果是基于部分區(qū)域的ALF。還必須傳遞指示區(qū)域信息的附加信息。對于亮度分量，采用CU為單位的四叉樹ALF結(jié)構(gòu)。濾波使用5*5,7*7和9*9三種大小的二維鉆石型 模板。濾波器計算每個4*4塊的Laplacian系數(shù)值，并根據(jù)該值將所有4*4

32、塊分成16類，分別對應(yīng)16種濾 波器。3種ALF3種ALF濾波模板首先，色度分量的濾波只需要在圖像層級上對于色度分量，濾波的選擇過程會簡單很多。原因如下: 進行。其次，濾波時色度分量統(tǒng)一使用5*5矩形濾波模板，不需要通過Laplacian系數(shù)來選擇濾波器類型。首先，色度分量的濾波只需要在圖像層級上并行設(shè)計當(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，因此為了適應(yīng)并行化程度非常 高的芯片實現(xiàn)，H.265引入了很多并行運算的優(yōu)化思路。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)域為一個Tile,每一個Tile 包含整數(shù)個LCU(Largest Coding Unit). Tile之間可以互相獨立，以此實現(xiàn)并行處理。Entropy slice熵編碼以slice為單位，容易造成負載不均衡。Entropy Slice允許在一個slice內(nèi)部再切 分成多個Entropy SIices。每個Entropy SIice可以獨立的編碼和解碼，從而提高了編解碼器的 并行處理能力。Entropy sIice