H。265与H。264的区别详解

　　1。H。264与H。265的主要差异
　　H。265仍然采用混合编解码，编解码结构与H。264基本一致，
　　主要的不同在于：编码块划分结构：采用CU（CodingUnit）、PU（PredictionUnit）和TU（TransformUnit）的递归结构。基本细节：各功能块的内部细节有很多差异并行工具：增加了Tile以及WPP等并行工具集以提高编码速度滤波器：在区块滤波之后增加了SAO（sampleadaptiveoffset）滤波模块
　　Fig。H。265的框架图2。压缩性能比较
　　PSNR计算方式
　　H。265HEVCHM9。0和H。264JM18。4的BDrate比较：
　　AllIntracase：22
　　RandomAccesscase：34
　　LowDelaycase：37
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　　3。各模块技术差异汇总
　　4。块划分结构
　　在H。265中，将宏块的大小从H。264的1616扩展到了6464，以便于高分辨率视频的压缩。
　　同时，采用了更加灵活的编码结构来提高编码效率，
　　包括编码单元（CodingUnit）、预测单元（PredictUnit）和变换单元（TransformUnit）。
　　如下图所示：
　　其中：
　　编码单元类似于H。264AVC中的宏块的概念，用于编码的过程。
　　预测单元是进行预测的基本单元，
　　变换单元是进行变换和量化的基本单元。
　　这三个单元的分离，使得变换、预测和编码各个处理环节更加灵活，
　　也有利于各环节的划分更加符合视频图像的纹理特征，
　　有利于各个单元更优化的完成各自的功能。
　　RQT是一种自适应的变换技术，这种思想是对H。264AVC中ABT（AdaptiveBlocksizeTransform）技术的延伸和扩展。
　　对于帧间编码来说，它允许变换块的大小根据运动补偿块的大小进行自适应的调整；
　　对于帧内编码来说，它允许变换块的大小根据帧内预测残差的特性进行自适应的调整。
　　大块的变换相对于小块的变换，一方面能够提供更好的能量集中效果，并能在量化后保存更多的图像细节，但是另一方面在量化后却会带来更多的振铃效应。
　　因此，根据当前块信号的特性，自适应的选择变换块大小，如下图所示，可以得到能量集中、细节保留程度以及图像的振铃效应三者最优的折中。
　　Fig。灵活的块结构示意图5。帧内预测模式
　　本质上H。265是在H。264的预测方向基础上增加了更多的预测方向
　　H。265：所有尺寸的CU块，亮度有35种预测方向，色度有5种预测方向
　　H。264：亮度4x4块9个方向，8x8块9个方向，16x16块4种方向，色度4种方向
　　H。264的帧内预测方向：
　　H。265的帧内预测方向：6。帧间预测
　　本质上H。265是在H。264基础上增加插值的抽头系数个数，改变抽头系数值以及增加运动矢量预测值的候选个数，以达到减少预测残差的目的。
　　H。265与H。264一样插值精度都是亮度到14，色度到18精度，但插值滤波器抽头长度和系数不同。
　　H。265的增加了运动矢量预测值候选的个数，而H。264预测值只有一个
　　H。265的空域候选项：
　　H。265时域共同位置候选项7。去块滤波
　　本质上H。265的去块滤波与H。264的去块滤波及流程是一致的，做了如下最显著的改变：
　　滤波边界：H。264最小到4x4边界滤波；而H。265适应最新的CU、PU和TU划分结构的滤波边缘，最小滤波边界为8x8，
　　滤波顺序：H264先宏块内采用垂直边界，再当前宏块内水平边界；而H。265先整帧的垂直边界，再整帧的水平边界
　　ALF在编解码环路内，位于Deblock和SAO之后，
　　用于恢复重建图像以达到重建图像与原始图像之间的均方差（MSE）最小。
　　ALF的系数是在帧级计算和传输的，可以整帧应用ALF，
　　也可以对于基于块或基于量化树（quadtree）的部分区域进行ALF，
　　如果是基于部分区域的ALF，还必须传递指示区域信息的附加信息。8。采样点自适应偏移（SampleAdaptiveOffset）滤波
　　SAO（sampleadaptiveoffset）滤波其实就是对去块滤波后的重建像素按照不同的模板进行分类，并对每一种分类像素进行补偿，分类模板分为BO（Bandoffset）和EO（Edgeoffset）。
　　BO分类：
　　EO分类模块：
　　SAO在编解码环路内，位于Deblock之后，通过对重建图像的分类，对每一类图像像素值加减一个偏移，达到减少失真的目的，从而提高压缩率，减少码流。
　　采用SAO后，平均可以减少26的码流，而编码器和解码器的性能消耗仅仅增加了约2。9。Tile
　　Tile：将图像分割为矩形区域。
　　其主要目的是增强并行处理性能。
　　每个tile区域相当于一幅子图像，可独立的以LCU块为单位进行编解码。
　　一个Tile块为基本的并行单元，每个Tile为一个子码流
　　10。WPP
　　WPP：全称为wavefrontparallelprocess，以LCU行为基本的编码单位。
　　以一行LCU块为基本的并行单元，每一行LCU为一个子码流
　　11。Dependentslice
　　Dependentslice：该技术可以理解为对原先SliceNALU的数据划分，使其可以适合更加灵活的打包方式。
　　Slice和dependentslice的示意图如下
　　12。其他相关技术
　　Transformskip模式：transformskipflag，该模式不进行变换，但是要进行量化，该模式对文本桌面视频有较好效果
　　内部比特深度增加：为了保证中间预测、变换以及量化过程中的内部比特精度，以达到更好的压缩性能
　　作者：北雨南萍