H.265视频压缩格式详解：合并候选与优化技术

"这篇资料主要介绍了H.265视频压缩格式中的合并候选生成机制，以及HEVC（High Efficiency Video Coding，即H.265）编码标准的基本内容和发展背景。" 在H.265视频压缩标准中，合并候选的生成是一个关键步骤，它涉及到帧间预测，这是视频编码效率提升的重要手段。联合双向预测候选和非缩放双向预测候选主要用于B片的编码，这两种候选是基于空间-时间候选列表中的信息生成的。零合并候选则用于P片和B片，其最大数目分别限定为5和1，且与参考索引数相同。这些候选列表的大小可以在slice头中指定。当处理P片或候选数目仍小于最大值时，会使用从0到（参考图像数目-1）的参考索引填充剩余的合并候选列表，通常以零运动矢量相关的方式进行填充。 HEVC，全称为高效率视频编码，是H.265的同义词，是继H.264之后的下一代视频编码标准。HEVC旨在提高压缩效率，以应对未来数字视频的高分辨率和高帧率需求。与H.264相比，HEVC引入了多项改进： 1. 更大的宏块尺寸：HEVC支持32×32、64×64，甚至128×128的宏块，减少高清视频中的宏块数量，从而减少描述宏块内容所需的参数。 2. 扩展的变换块：H.265允许16×16、32×32和64×64的变换和量化，这有助于减少相邻块之间的相似系数，提高压缩效率。 3. 运动矢量预测的改进：引入新的MV预测方式，使得运动估计更准确，进一步优化编码效率。 4. 帧内预测的增强：HEVC采用更多样化的帧内预测模式，适应不同类型的图像内容，提高压缩性能。 5. 熵编码的优化：HEVC使用改进后的CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding），相较于H.264的CAVLC，提供更高的比特率控制精度。 6. 自适应去块效应滤波器：HEVC提供了更灵活的滤波选项，能更好地处理压缩过程中产生的块效应，提高视频质量。 HEVC的发展背景可以追溯到2002年的音视频编码标准，如AVS（Advanced Video Coding Standard）等。H.264在2003年发布后，由于其出色的压缩性能，被广泛应用于各种视频编码场景。然而，随着视频质量和分辨率的不断提升，H.264的局限性逐渐显现，因此需要一个更新的标准来应对未来的挑战，这就是HEVC/H.265应运而生的原因。HEVC的设计目标是，在相同的视频质量下，将压缩比率提高一倍，为高清乃至超高清视频传输提供了可能。