H.265視頻編碼與技術(shù)全析（下）

四．幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式

共35個(gè)（h264有9個(gè)），包括Planar，DC，33個(gè)方向模式：

除了Intra_Angular預(yù)測(cè)外，HEVC還和H.264/MPEG-4 AVC一樣，支持Intra_Planar, Intra_DC預(yù)測(cè)模式；

. Intra_DC 使用參考像素的均值進(jìn)行預(yù)測(cè)；

. Intra_Planar 使用四個(gè)角的參考像素得到的兩個(gè)線性預(yù)測(cè)的均值;

劃分模式：幀內(nèi)只能使用PART_2Nx2N、PART_NxN兩種

五、幀間預(yù)測(cè)

Skipped模式：無MV差異和殘差信息的幀間預(yù)測(cè)模式

針對(duì)運(yùn)動(dòng)向量預(yù)測(cè)，H.265有兩個(gè)參考表：L0和L1。每一個(gè)都擁有16個(gè)參照項(xiàng)，但是唯一圖片的最大數(shù)量是8。H.265運(yùn)動(dòng)估計(jì)要比H.264更加復(fù)雜。它使用列表索引，有兩個(gè)主要的預(yù)測(cè)模式：合并和高級(jí)運(yùn)動(dòng)向量（Merge and Advanced MV.）。

1. 運(yùn)動(dòng)估計(jì)準(zhǔn)則

最小均方誤差（Mean Square Error,MSE）

最小平均絕對(duì)誤差（Mean Absolute Difference,MAD）

最大匹配像素?cái)?shù)（Matching-Pixel Count,MPC）

絕對(duì)誤差和(Sum Of Absolute Difference,SAD)

最小變換域絕對(duì)誤差和(Sum Of Absolute Transformed Difference,SATD)

一般用SAD或者SATD。SAD不含乘除法，且便于硬件實(shí)現(xiàn)，因而使用最廣泛。實(shí)際中，在SAD基礎(chǔ)上還進(jìn)行了別的運(yùn)算來保證失真率。

2. 搜索算法

·
dia 菱形

· hex (default) 六邊形

· umh 可變半徑六邊形搜索(非對(duì)稱十字六邊形網(wǎng)絡(luò)搜索)

· star 星型

· full 全搜索

全搜索：
所有可能的位置都計(jì)算兩個(gè)塊的匹配誤差，相當(dāng)于原塊在搜索窗口內(nèi)一個(gè)像素一個(gè)像素點(diǎn)的移動(dòng)匹配

菱形搜索： 在x265中實(shí)際是十字搜索，僅對(duì)菱形對(duì)角線十字上的塊進(jìn)行搜索

HM的則是全搜索和TZSearch以及對(duì)TZSearch的優(yōu)化的搜索。

3. MV預(yù)測(cè)

HEVC在預(yù)測(cè)方面提出了兩種新的技術(shù)–Merge &&
AMVP (Advanced Motion Vector Prediction)都使用了空域和時(shí)域MV預(yù)測(cè)的思想，通過建立候選MV列表，選取性能最優(yōu)的一個(gè)作為當(dāng)前PU的預(yù)測(cè)MV，二者的區(qū)別：

·
Merge可以看成一種編碼模式，在該模式下，當(dāng)前PU的MV直接由空域或時(shí)域上臨近的PU預(yù)測(cè)得到，不存在MVD；而AMVP可以看成一種MV預(yù)測(cè)技術(shù)，編碼器只需要對(duì)實(shí)際MV與預(yù)測(cè)MV的差值進(jìn)行編碼，因此是存在MVD的。

· 二者候選MV列表長(zhǎng)度不同，構(gòu)建候選MV列表的方式也有所區(qū)別

Merge

當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)信息可以通過相鄰塊的PUs運(yùn)動(dòng)信息推導(dǎo)出來，只需要傳輸合并索引，合并標(biāo)記，不需要傳輸運(yùn)動(dòng)信息。

空間合并候選：從5個(gè)不同位置候選中選擇4個(gè)合并候選

圖中便是5個(gè)PU，但是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最多四個(gè)，則列表按照A1–>B1–>B0–>A0–>(B2)的順序建立，B2為替補(bǔ)，即當(dāng)其他有一個(gè)或者多個(gè)不存在時(shí)，需要使用B2的運(yùn)動(dòng)信息。

時(shí)間合并候選：從2個(gè)候選中選擇1個(gè)合并候選

從C3、H中選擇一個(gè)：

AMVP

構(gòu)造一個(gè)時(shí)空PUs的運(yùn)動(dòng)矢量候選列表，當(dāng)前PU遍歷候選列表，通過SAD選擇最優(yōu)預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)矢量。

空間運(yùn)動(dòng)矢量候選：從5個(gè)位置中左側(cè)、上側(cè)分別選1個(gè)共2個(gè)候選

而AMVP的選擇順序,左側(cè)為A0–>A1–>scaled
A0–>scaledA1，其中scaled A0表示將A0的MV進(jìn)行比例伸縮。

上方為B0–>B1–B2–>(scaled B0–>scaled B1–>scaled
B2)。

然而，x265并不在乎標(biāo)準(zhǔn)，我們要的就是速度，所以在x265的代碼中，只能看到它使用AMVP且對(duì)應(yīng)的變量是

且對(duì)左側(cè)和上側(cè)分別if-else，選出兩個(gè)。

時(shí)間運(yùn)動(dòng)矢量候選：從2個(gè)不同位置候選中選擇1個(gè)候選

C0（右下） represents the bottom right neighbor and
C1（中心） represents the center block.

Skip vs Merge:

分?jǐn)?shù)像素內(nèi)插：

用于產(chǎn)生非整數(shù)采樣位置像素值的預(yù)測(cè)樣本。

六、量化變換

七、其它

熵編碼

目前HEVC規(guī)定只使用CABAC算術(shù)編碼。

去塊效應(yīng)濾波器

消除反量化和反變換后由于預(yù)測(cè)誤差產(chǎn)生的塊效應(yīng)，即塊邊緣處的像素值跳變。

自適應(yīng)樣點(diǎn)補(bǔ)償

通過對(duì)重建圖像進(jìn)行分類，對(duì)每一類圖像像素值進(jìn)行加減1，從而達(dá)到減少失真，提高壓縮率，減少碼流的作用。

目前自適應(yīng)樣點(diǎn)補(bǔ)償分為帶狀補(bǔ)償，邊緣補(bǔ)償：

1. 帶狀補(bǔ)償，按像素值強(qiáng)度劃分為不同的等級(jí)，一共32個(gè)等級(jí)，按像素值排序，位于中間的16個(gè)等級(jí)進(jìn)行補(bǔ)償，將補(bǔ)償信息寫進(jìn)碼流，其余16個(gè)等級(jí)不進(jìn)行補(bǔ)償，減少碼流。

2. 邊緣補(bǔ)償，選擇不同的模板，確定當(dāng)前像素類型，如局部最大，局部最小，或者圖像邊緣。

Wavefront Parallel
Processing (WPP)

WPP的并行技術(shù)是以一行LCU塊為單位進(jìn)行的，但是不完全截?cái)郘CU行之間的關(guān)系，如下圖，Thread1的第二個(gè)塊的CABAC狀態(tài)保存下來，用于Thread2的起始CABAC狀態(tài)，依次類推進(jìn)行并行編碼或解碼，因此行與行之間存在很大的依賴關(guān)系。通常該方法的壓縮性高于tiles。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的H.265视频编码与技术全析（下）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。