ITU-T H.265: 高效率视频编码标准详解

"T-REC-H.265-201410-I!!PDF-E" 本文档涉及的是国际电信联盟（ITU-T）制定的视听和多媒体系统基础设施中关于移动视频编码的高效率视频编码标准，即HEVC（High Efficiency Video Coding），也被称为H.265。该标准是H.264/MPEG-4 AVC的后续，旨在在相同的带宽下提供更高质量的视频传输。 H.265标准的主要目标是提高视频压缩效率，以便在有限的网络带宽下传输更高分辨率的视频，如4K和8K超高清视频。随着高清视频需求的增长，这个标准的出现显得尤为重要。相比H.264，H.265采用了一系列新的编码技术来实现这一目标，其中包括： 1. **块划分的增强**：H.265引入了更灵活的块划分结构，允许大小不等的编码单元，最小可到8x8像素，最大可达64x64像素，甚至可以进一步细分，以适应视频内容的复杂性。 2. **预测模式的改进**：增加了更多的预测模式，包括角度预测、自适应块大小预测等，这有助于更准确地预测像素值，减少冗余信息。 3. **熵编码优化**：采用了更高效的熵编码器，如上下文自适应二进制算术编码（CABAC）的改进版本，以及上下文自适应变量长度编码（CAVLC），以更紧凑的方式表示视频数据。 4. **多参考帧和运动补偿**：支持更多的参考帧用于运动估计和补偿，这使得跨帧的运动信息利用更为充分，提高了压缩效率。 5. **循环内去块滤波器**：改进了去块滤波器，降低了块效应，同时减少了编码开销。 6. **细分的量化**：引入了更精细的量化参数调整，允许对不同部分进行更精确的量化，从而在保持图像质量的同时减少码率。 7. **像素级别的变换**：引入了新的变换结构，如32x32和64x64的离散余弦变换（DCT），以适应更大尺寸的编码块。 8. **色彩空间处理**：支持更广泛的色彩空间，如YUV 4:2:0、4:2:2和4:4:4，以及高动态范围（HDR）视频，提供更好的色彩表现。 H.265标准的发布，不仅在视频编码领域具有里程碑式的意义，而且对视频通信、在线流媒体、移动设备应用等领域产生了深远影响，推动了超高清视频时代的到来。随着硬件解码能力的增强，H.265正逐步成为现代视频编码的主流标准。