H265编码深入解析：预测模式与块划分

"该资源为‘视频H265编码.pdf’，主要探讨了H265编码格式在视频处理中的应用，包括编码单元、预测单元、变换单元的定义，以及H265相较于H264的改进点如CU、PU、TU的递归结构，增加的并行工具和滤波器等。文档涵盖了编解码框架差异、压缩性能比较、模块技术差异、块划分结构等多个方面，并提供了H.265与H.264的性能对比数据。" 正文: H265编码，全称为High Efficiency Video Coding，是一种先进的视频编码标准，旨在提高视频压缩效率，减少视频文件的存储空间和传输带宽需求。相比之前的H264标准，H265在编码技术上进行了多方面的优化。 在H265中，编码过程的核心概念包括编码单元(CU)、预测单元(PU)和变换单元(TU)。CU作为编码的基本单元，类似于H264的宏块，但提供更大的灵活性，允许不同大小的划分。PU定义了预测的区域，而TU则负责变换和量化操作。这种分离使得编码过程更加灵活，能更好地适应视频图像的复杂纹理。 预测模式是H265编码的关键部分，有35种不同的预测模式，这些模式在PU基础上定义，但在实际预测时则是以较小的TU为单位进行。每个TU都根据其周围的像素进行自我预测。PU和TU的划分允许编码器在不同粒度上选择最佳的预测策略，从而提高压缩效率。 H265相对于H264的改进还包括新的块划分结构，采用CU、PU和TU的递归结构，使得编码器可以根据图像内容自适应地进行更精细的划分。这有助于减少冗余信息，提高压缩比率。此外，H265引入了并行处理工具，如Tile和Weighted Prediction Parallel (WPP)，这些工具提高了编码速度，特别是在处理高分辨率视频时。 滤波器方面，H265增加了Sample Adaptive Offset (SAO)滤波器，这是一种去块效应和边缘增强技术，能够在去块滤波之后进一步提高图像质量。SAO能够根据像素值动态调整滤波强度，从而得到更自然的图像过渡。 在压缩性能比较方面，H265通常能在保持相同视频质量的情况下，比H264节省大约30%到40%的带宽。例如，All-Intra场景下，H265可以实现约22%的带宽节省，而在随机访问和低延迟场景中，这一比例分别达到34%和37%。 H265编码格式通过更精细的编码单元划分、增强的预测机制、并行处理工具和高级滤波技术，实现了更高的视频压缩效率，是现代视频流媒体和存储解决方案的重要组成部分。