H.265編解碼給視頻會議行業(yè)帶來的改變

    在視頻壓縮標準的快速發(fā)展中，面對視頻應用不斷向高清晰度、高幀率、高壓縮率方向發(fā)展的趨勢，當前主流的視頻壓縮標準協(xié)議H.264(AVC)的局限性不斷顯現(xiàn)，如壓縮算法過于復雜，導致H264對實時的高清視頻壓縮較為緩慢，不能應用于視頻會議等實時領(lǐng)域。

    為了解決這個矛盾，H.265是ITU-T VCEG 繼H.264之后所制定的新的視頻編碼標準，H.265標準圍繞著現(xiàn)有的視頻編碼標準H.264，保留原來的某些技術(shù)，同時對一些相關(guān)的技術(shù)加以改進。新技術(shù)使用先進的技術(shù)用以改善碼流、編碼質(zhì)量、延時和算法復雜度之間的關(guān)系，達到最優(yōu)化設(shè)置。

    具體的研究內(nèi)容包括：提高壓縮效率、提高魯棒性和錯誤恢復能力、減少實時的時延、減少信道獲取時間和隨機接入時延、降低復雜度等。其高清晰度、高幀率、高壓縮率的特點在未來應用中必將給整個產(chǎn)業(yè)帶來的深刻變化。H.265的技術(shù)特點有：

    1、 更為靈活的宏塊結(jié)構(gòu)

    在H.265中，將宏塊的大小從H.264的16x16擴展到了64x64，以便于高分辨率視頻的壓縮。同時，采用了更加靈活的編碼結(jié)構(gòu)來提高編碼效率，包括編碼單元(Coding Unit)、預測單元(Predict Unit)和變換單元(Transform Unit)。其中編碼單元類似于H.264/AVC中的宏塊的概念，用于編碼的過程，預測單元是進行預測的基本單元，變換單元是進行變換和量化的基本單元。這三個單元的分離，使得變換、預測和編碼各個處理環(huán)節(jié)更加靈活，也有利于各環(huán)節(jié)的劃分更加符合視頻圖像的紋理特征，有利于各個單元更優(yōu)化的完成各自的功能。

    2、更為高效的變換算法

    RQT是一種自適應的變換技術(shù)，這種思想是對H.264/AVC中ABT(Adaptive Block-size Transform)技術(shù)的延伸和擴展。對于幀間編碼來說，它允許變換塊的大小根據(jù)運動補償塊的大小進行自適應的調(diào)整;對于幀內(nèi)編碼來說，它允許變換塊的大小根據(jù)幀內(nèi)預測殘差的特性進行自適應的調(diào)整。大塊的變換相對于小塊的變換，一方面能夠提供更好的能量集中效果，并能在量化后保存更多的圖像細節(jié)，但是另一方面在量化后卻會帶來更多的振鈴效應。

    3、更為高效的自適應偏移

    SAO在編解碼環(huán)路內(nèi)，位于Deblock之后，通過對重建圖像的分類，對每一類圖像像素值加減一個偏移，達到減少失真的目的，從而提高壓縮率，減少碼流。采用SAO后，平均可以減少2%~6%的碼流,而編碼器和解碼器的性能消耗僅僅增加了約2%。

    4、自適應環(huán)路濾波

    ALF在編解碼環(huán)路內(nèi)，位于Deblock和SAO之后，用于恢復重建圖像以達到重建圖像與原始圖像之間的均方差(MSE)最小。ALF的系數(shù)是在幀級計算和傳輸?shù)模梢哉麕瑧肁LF，也可以對于基于塊或基于量化樹(quadtree)的部分區(qū)域進行ALF，如果是基于部分區(qū)域的ALF，還必須傳遞指示區(qū)域信息的附加信息。

    總結(jié)，H.265標準由于其在更為高效的壓縮效、并行處理能力以及網(wǎng)絡適應性方面的極大改進，它的發(fā)展和應用必將把視頻編解碼理論和應用推向一個新的高度。