HEVC是什么

子凡问答2020-09-12 14:19:54阅读(...)

HEVC是一种新的视频压缩标准。用来以替代H.264/AVC编码标准,国际标准。

HEVC 是 High Efficiency Video Coding 的缩写,是一种新的视频压缩标准,用来以替代 H.264/AVC 编码标准,2013 年 1 月 26 号,HEVC 正式成为国际标准。

HEVC

2004 年,ITU-T 视频编码专家组(VCEG)开始研究新技术创建新的视频压缩标准,同年 10 月,H.264/AVC 小组对潜在的各种技术进行调查。2005 年 1 月 VCEG 的会议上,VCEG 开始指定某些主题为“关键技术”作进一步研究。2005 年成立软件代码库称为 Key Technical Areas (KTA)用来评估这些新的“关键技术”。

技术简介

HEVC

当初的人们可观看的电视内容并不多

但是,现有的压缩方案,比如 H.264、MPEG-4 等等仍然是非常落后的技术,也许你会说像苹果 iTunes 中的各种视频内容下载、天空台高清电视频道的编解码器等都使用 H.264 技术,但如今我们正在引进更高效率视频编码(HEVC,即 H.265)却仍然是不争的事实。

HEVC 压缩方案可以使 1080P 视频内容时的压缩效率提高 50%左右,这就意味着视频内容的质量将上升许多,而且可以节省下大量的网络带宽,对于消费者而言,我们可以享受到更高质量的 4K 视频、3D 蓝光、高清电视节目内容。

视频压缩方案主要被运用在提高画面质量上

实际上,HEVC 和 H.264 视频编码的差异是极小的,至少在主要性能上是相同的,它们都能使画面实际编码的画幅变得更大,比如从 2K 到 4K、从 4K 到 8K 分辨率的变化,它们的目的是使得全高清视频的播放速率变得更快。Netflix 公司在 2013 年的 CES 展会上已经演示过该技术。

各种 4K 高清设备都需要 HEVC 协议支持

HEVC 可以被认为很快即将流行的协议标准,因为不管是 3D 蓝光播放器还是其他的一些流媒体播放器,它都急需一个新的编解码器,以达到播放 4K 内容的能力。非常可喜的是 HEVC 协议标准的整个框架结构已经被确定,它将在 H.264 标准 2 至 4 倍的复杂度基础上,将压缩效率提升一倍以上。

当然,新的编解码器也有不可避免的缺点,它们不支持大多数硬件,通常需要效率更高,更多的处理器来辅助,这意味着,如果有一个固件需要更新,而编解码器却跟不上升级速度的话,那么我们的电视机顶盒和蓝光播放机是无法播放 HEVC 编码内容的,需要等待解决方案出现后才能继续使用。

松下公司已明确支持 HEVC 协议标准

即便如此,世界上许多知名电视机品牌和媒体运营商依然将 HEVC 协议标准作为未来主要研发的媒体格式,比如松下公司就已经明确表态,要在其未来的 4K 电视及 OLED 电视上使用该协议。相信在不久之后,HEVC 协议标准一定会以强劲的压缩效率表现,将视频压缩技术推向全新的高度,成为各电视和广播载体的标杆。

发展历史

KTA 的软件是在联合模型(JM)基础上由 MPEG 和 VCEG 的视频组联合开发的,项目名称暂定为 H.265 和 H.NGVC(Next-generation Video Coding),此项目在 2010 年最终演化为由 VCEG 和 MPEG 合资项目也叫做 HEVC(High efficiency video coding)。

按照 NGVC 的初步要求,在维持视觉质量相同的情况下,比特率较 H.264/MPEG-4 AVC 的高中档(high profile),计算复杂度维持在比特率较 H.264/MPEG-4 AVC 的高中档的 1/2 至 3 倍之间。 “H.265” 只是作为 “高性能视频编码(HEVC)”一个昵称。2009 年 7 月,实验结果表明比特率相较于 H.264/AVC High Profile 平均降低 20%左右,这些结果促使 MPEG 与 VCEG 合作发起的新的标准化工作。

2010 年 1 月,VCEG 和 MPEG 开始发起视频压缩技术正式提案。相关技术由视频编码联合组(Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC))审议和评估,其合作小组第一次会议于 2010 年 4 月召开大会,一共有 27 个完整的提案。评价结果表明,一些提案在许多测试用例可以达到只用一半的比特率并维持 H.264/AVC 相同的视觉质量。在这次会议上,联合项目名改称为高效率的视频编码(HEVC),并且 JCT-VC 小组把相关技术集成到一个的软件代码库(HM)和标准文本草案规范,并进行进一步实验,以评估各项功能。

2012 年 2 月,委员会草案(完整的标准草案)。

2012 年 7 月,国际标准草案。

2012 年 2 月 10 日,在美国圣何塞召开了第 99 届 MPEG 会议。MPEG 组织和 ITU-T 组织对 JCT-VC 的工作表示满意,准备于 2013 年 1 月,同时在 ISO/IEC 和 ITU-T 发布 HEVC 标准的最终版本。

2013 年 1 月,国际标准最终草案(准备被批准为标准)。

主要特点

HEVC 草案设计,包括各种编码技术:

树状结构的预测和残差块分割

扩展预测块大小(最多为 64×64)

变尺寸块变换(从 4×4 到 32×32 离散余弦变换,还有 4×4 离散正弦变换)

整数逆变换

基于多达 33 个方向的帧内预测与预测类型

基于模式依赖正弦/余弦变换

自适应运动矢量预测选择机制(AMVP)

Merge 模式及基于 Merge 模式的 Skip 模式

基于空间和时间的运动矢量预测

多帧运动补偿预测

高精度运动补偿插值(亮度 8tap,色度 4tap)

去块滤波器

采样自适应滤波器(SAO)

上下文自适应二进制算术编码(CABAC)

应用前景

以视频网站为例,运营最大的支出成本就是宽带成本。一旦采用新型视频压缩标准以后,视频的带宽成本将大幅降低,“动画片的带宽成本将降至现有成本的 1/3,普通影视作品将降至现有成本的一半”。

电影、动画片等视频经 HEVC 视频压缩服务后,手机用户观看在线视频不仅流量耗费大大减少,且下载速度会更快,画质基本不会受到影响,即使在线观看也会更流畅,不会老是卡机。

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