HEVC/H.265视频编码标准详解

"HEVC/H.265是目前主流的视频编码标准，相较于之前的编码标准，如H.264/MPEG-4 AVC，它的压缩效率提升了大约一倍。这份资源详细概述了HEVC/H.265标准的关键技术，包括编码结构、内预测、间预测、变换、扫描与熵编码、环路滤波以及并行处理工具，是深入理解视频编码标准的宝贵参考资料。" HEVC（高效率视频编码）是视频压缩领域的一个重要里程碑，由ISO/IEC移动图像专家小组（MPEG）和国际电信联盟电信标准部门视频编码专家小组（VCEG）共同制定，作为ISO/IEC 23008-2 MPEG-H Part 2和ITU-T H.265标准发布。自2010年起，经过一系列的工作阶段，HEVC在2013年发布了首个批准版本，包含了主要、主要10位和主要静止图像配置文件，后续在2014年增加了范围扩展配置文件。 HEVC的关键技术主要包括以下几个方面： 1. **编码结构**：HEVC引入了更灵活的编码单元结构，包括宏块的替代——CTU（ Coding Tree Unit），CTU可以被划分为较小的CU（Coding Unit）, PU（ Prediction Unit）和TU（Transform Unit），以适应不同场景的复杂性，提高编码效率。 2. **内预测（Intraprediction）**：HEVC扩展了内预测模式，允许像素块以更多的方向进行预测，减少了帧内预测的冗余，从而提高了压缩效率。 3. **间预测（Interprediction）**：HEVC采用了更复杂的运动估计和补偿技术，如多参考帧、更小的运动矢量精度和双向预测，使得跨帧预测更加精确，进一步节省码率。 4. **变换（Transform）**：HEVC使用了更高效的离散余弦变换（DCT）和离散正交变换（DST），以及更小的变换块大小，这有助于减少信号的能量集中，便于量化和编码。 5. **扫描和熵编码**：HEVC采用了改进的扫描方式和更有效的熵编码，如Cabac（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）和Cavlc（Context-Adaptive Variable Length Coding），能够更精确地表示和传输编码后的数据。 6. **环路滤波（In-loop filters）**：HEVC引入了强效的去方块滤波器和SAO（Sample Adaptive Offset）等滤波技术，以减少编码过程中引入的失真，提高视觉质量。 7. **并行处理工具**：为了适应现代多核处理器和GPU的计算能力，HEVC设计了许多并行处理功能，使得编码和解码过程可以高效地在多个处理器核心上进行，提高了实时编码的可行性。 这些技术的综合应用使得HEVC能在保持相同画质的前提下，相比H.264/MPEG-4 AVC实现更高的压缩比，这对于存储和传输视频内容尤其重要，特别是在有限带宽的网络环境下。这份PPT详细总结了HEVC的各个方面，对于学习和理解视频编码标准的人员来说，是一份非常有价值的参考资料。