HEVC關(guān)鍵技術(shù)

1、實(shí)用文檔文案大全HEVC 關(guān)鍵技術(shù)2.1 引言視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)主要由兩大國際組織開發(fā)，即ITU-T(國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門)和 ISO/IEC(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會)，ITU-T 開發(fā)了 H.261和H.263，ISO/IEC 開發(fā)了 MPEG-1和 MPEG4 Visual，兩大組織合作開發(fā)了H.262/MPEG-2 Video以及 H.264/MPEG-4 AVC，這兩個合作開發(fā)的視頻標(biāo)準(zhǔn) 得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是 H.264/MPEG-4 AVC，其應(yīng)用領(lǐng)域包括高清衛(wèi)星電視 廣播、有線電視、視頻采集/編輯系統(tǒng)、便攜攝像機(jī)、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)和移動互 聯(lián)網(wǎng)視頻傳播、藍(lán)光光盤、以及視頻

2、聊天、視頻會議和網(wǎng)真系統(tǒng)等實(shí)時視頻應(yīng)用 場景。H.264/MPEG-4AVC 基本覆蓋了所有數(shù)字視頻應(yīng)用領(lǐng)域并替代了其他一些 視頻標(biāo)準(zhǔn)。然而，隨著服務(wù)多樣化的增加、高清視頻的流行、以及超高清格式(4k 2k或 8kMk)的出現(xiàn)，市場上需要比 H.264/MPEG-4 AVC 性能更優(yōu)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。另外，隨著移動設(shè)備和平板電腦的興起，人們對視頻點(diǎn)播服務(wù)需求量不斷增大， 對視頻質(zhì)量和分辨率要求也不斷提高，從而對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬造成很大的威脅和挑 戰(zhàn)。因此，針對這些應(yīng)用，市場需要比H.264/MPEG-4 AVC 更高效的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。在這樣的背景下，HEVC 作為新一代的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生，HEV

3、C(HighEfficiency Video Coding)是由 ITU-T 的 VCEG(Video Coding Expert Group)和 ISO/IEC的 MPEG(Moving Picture Experts Group)聯(lián)合開發(fā)，合作開發(fā)組稱為 JCT-VC(JointCollaborative Team on Video Coding)，JCT-VC 從 2010 年 4 月開 始第一次會議，從世界各大公司、高校和研究機(jī)構(gòu)征集新標(biāo)準(zhǔn)的提案，在2013年 1 月發(fā)布了 HEVC 的第一版，確定了 HEVC 的基本框架和內(nèi)容，之后 HEVC 仍會不斷擴(kuò)展其內(nèi)容和功能以適應(yīng)不同場景的

4、應(yīng)用需求，如對多種顏色空間格式 的支持，SCC(Screen Content Coding) 3D 視頻編碼， 可伸縮視頻編碼等。 ISO/IEC 將會把 HEVC稱為 MPEG-H Part2 (ISO/IEC 23008-2)，ITU-T 可能會把 HEVC 稱 為 H.265。HEVC 的設(shè)計目標(biāo)是在同等圖像質(zhì)量下，比 H.264/AVC 的比特率降低 50%, 其設(shè)計側(cè)重點(diǎn)主要有兩個方面，即針對高分辨率視頻和增加并行處理結(jié)構(gòu)的運(yùn)用。 和以前的 ITU-T 和 ISO/IEC 開發(fā)的視頻標(biāo)準(zhǔn)一樣，HEVC 采用了基于分塊結(jié)構(gòu)的 編碼流程，圖 2-1 為 HEVC 編碼器結(jié)構(gòu)圖，其中包括塊

5、分割、幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù) 測、運(yùn)動估計/運(yùn)動補(bǔ)償、正變換/反變換、量化/反量化、熵編碼、以及環(huán)路濾波實(shí)用文檔文案大全等。圖 2-1 HEVC 視頻編碼器2.2 基于四叉樹策略的編碼單元分割和傳統(tǒng)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)一樣，HEVC 先將一幀數(shù)據(jù)分割為若干二維對稱結(jié)構(gòu)的 編碼單元， 再逐個進(jìn)行處理。 HEVC 定義了 3 種塊分割單元， 分別是 CU (Coding Unit) ，PU(Prediction Unit)，和 TU(Tra nsform Un it)。CU 是最基本的二維對稱結(jié)構(gòu)編碼單位，和H.264/AVC 中的“宏塊”作用相似，唯一不同的地方是 CU 的大小沒有嚴(yán)格的限制，如 CU 大小可

6、以是 6404、 32X32、16X16、和 88。除了以幀為單位的環(huán)路濾波外，其他編碼環(huán)節(jié)如幀內(nèi)/幀間預(yù)測、變換、量化、以及熵編碼都是以 CU 為單位進(jìn)行的。最大的 CU 稱為LCU (Largest Codi ng Uni t)，最小的 CU 稱為 SCU (Smallest Cod ingUn it)，LCU 和SCU 的大小一般限制為 2 的整數(shù)次幕且大于等于 &一幀圖像可以認(rèn)為是由 互相不重疊的 LCU 組合而成，由于 CU 是二維對稱結(jié)構(gòu)，對 LCU 的進(jìn)一步分割是以遞歸四叉樹方式進(jìn)行的。具體如圖2-2 所示實(shí)用文檔文案大全如果已知 LCU 的大小和遞歸分割的最大深度，就知道這個

7、LCU 中可能存在 的 CU大小。如 LCU 大小為 6464，最大分割深度為 4，則 CU 大小可以為： 6464(LCU),32X32, 16X16, 88。如果 LCU 大小為 16X16,最大分割深度為 2, 則 CU 大小為：16X16, 8X3oHEVC 不限制編碼單元大小的設(shè)計，有利于提高對高分辨率視頻的編碼效率， 如果一幀圖像某一區(qū)域數(shù)據(jù)分布比較均勻，使用較大的CU 來編碼(H.264/AVC的宏塊大小為 16X16)，會減少編碼單元的數(shù)量，從而節(jié)省一些不必要的開銷。 這些結(jié)論在文獻(xiàn)8-11中進(jìn)行了詳細(xì)的論證，類似的方法在 MPEG 和 VCEG 的提 案12-14中也曾提出過

8、。PU (Prediction Unit)是 HEVC 預(yù)測環(huán)節(jié)的基本編碼單元，所有和預(yù)測相關(guān) 的操作都是以 PU 為單位的，如幀內(nèi)預(yù)測的方向、幀間預(yù)測的運(yùn)動矢量差和參考 幀索引、運(yùn)動矢量預(yù)測、以及運(yùn)動補(bǔ)償都是基于 PU 進(jìn)行處理的。PU 的大小受限于其所在的 CU 的大小，即在 CU 分割結(jié)束后，才開始考慮 PU 的處理。在 HEVC 中有 3 種預(yù)測類型：Skip, Intra, Inter。預(yù)測類型是影響 PU 分割的主要因素，具體如圖 2-3 所示。如果 CU 的大小是 64X54,貝 U Skip 模 式下，PU 大小也是 64X64; Intra 模式下，PU 大小可能是 64X6

9、4 或 32X32; Inter 模式下，PU 大小可能是 64X34 , 64X32 , 32X34, 32X32, 64X6, 64X48, 16X64 以及 48X54oDepth t N 32h1右MiM軸-DDertn = 0LN - 64cuspill naq - 1LJKIdepth rlo phfDepth = 4. N =42N圖 2-2 CU 遞歸四叉樹分割結(jié)構(gòu)64x64(LCU8x8(SCU)實(shí)用文檔文案大全圖 2-3 三種預(yù)測模式下 PU 的分割除了 CU 和 PU, HEVC 還定義了 TU (Transform Unit)作為變換和量化的 基本單元，TU 的大小可能

10、會大于 PU，但不會超過所在 CU 的大小，TU 必須是 二維對稱的。TU 的 大 小 取 決 于 transform_unit_size_flag 的 值 以 及 PU 的 分 割 方 式 ，如 果transform_unit_size_flag=0 ， 貝 U TU 大 小 等 于 所 在CU 的 大 小 ， 如 果transform_unit_size_flag=1，則 TU 大小為 NXN 或 N/2 XN/2，并取決于 PU 的分割 方式。具體如圖 2-4 所示：圖 2-4 TU 的分割方式SkipIntraIn ter2Nx2N2NxNNx2NNxN2NxnDnLx2NnRx2NN

11、/2transform unit size flag = 0transform unit size flag = 1(a) 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN case(b) 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRxN case2Nx2N2Nx2NNxN2NxnUtransform unit size flag = 0N/2transform unit size flag = 1實(shí)用文檔文案大全CUCU , PU , TU 之間的關(guān)系圖 2-5圖 2-5 給出了 CU , PU, TU 之間的關(guān)系，當(dāng) TU size flag=1 時，TU 的大小 取決于 PU 的分割類型(

12、是否對稱)，非對稱 PU 分割模式下，TU 需要做更深 的分割，這種設(shè)計的目的是為了避免 TU 跨越 PU 的邊界。CU、PU、TU 三種單 元相互獨(dú)立又互有聯(lián)系，這種設(shè)計使塊的分割更符合圖像的紋理特征，也使編碼、 預(yù)測、變換等各個環(huán)節(jié)更加靈活，有利于各個單元更好的完成各自的功能。2.3 幀內(nèi)預(yù)測2.3.1 幀內(nèi)預(yù)測模式HEVC 的幀內(nèi)預(yù)測和 H.264/AVC 類似，也是根據(jù)相鄰塊的數(shù)據(jù)按照各種方 式進(jìn)行預(yù)測重建。當(dāng)編碼高清視頻時，HEVC 會采用較大的編碼單元，如果仍然 使用H.264/AVC 的預(yù)測模式，貝 U 不足以全面描述所有可能的預(yù)測匹配模型。因 為，為了使幀內(nèi)預(yù)測更準(zhǔn)確，HEVC

13、 對亮度分量的預(yù)測模式多達(dá) 35 種(包括 DC， Planar15-18兩種非方向性預(yù)測，以及另夕卜 33 種方向性預(yù)測)，具體如圖 2-6 所示。 色度分量的預(yù)測模式有5 種，即水平、垂直、DC、DM(Derivation Mode)和LM(Linear Mode)，其中 DM 模式是根據(jù)亮度預(yù)測模式來決定色度預(yù)測模式。LM模式根據(jù)相鄰塊的亮度和色度線性模型關(guān)系來預(yù)測當(dāng)前塊的色度，詳見 2.3.2 節(jié)。實(shí)用文檔文案大全圖 2-7 Planar 預(yù)測模式提案16對 planar 模式做了進(jìn)一步的改進(jìn)，首先最右下角的像素不再傳送給解碼端，而是通過相鄰塊重建像素插值得到。 另外把雙線性插值改為分

14、別作水平和垂直方向的線性插值，然后再求平均值，具體如圖2-8 所示。18192021222324 25 26 27 282930313233171615141312111090 = Pla nar1 = DC(a) 35 種預(yù)測模式2.3.2 Pla nar 預(yù)測模式圖 2-6幀內(nèi)預(yù)測模式Planar 預(yù)測模式適用于圖像平滑內(nèi)容的預(yù)測重建，JCT-VC 的提案15首先提出這種預(yù)測方案，具體如圖 2-7 所示，首先把待預(yù)測塊的右下角像素值寫入碼 流,然后根據(jù)該值和相鄰塊重建像素來插值最右側(cè)列和最下面行，然后通過雙線性插值的方法得到其他像素的預(yù)測值。An gle step, modes 18-34

15、-25sedo mpeLSor an A(b) 33 種方向預(yù)測角度實(shí)用文檔文案大全2.3.2 LM 預(yù)測LM(linear model)是HEVC新增的色度預(yù)測模式19-22,其基本思想是根據(jù)當(dāng) 前塊的亮度重建信號來預(yù)測色度信號，具體計算方法如式(2-1)所示：PredCx, y -：Reqx, y：(2-1)其中 Predcx,y為當(dāng)前塊的色度預(yù)測信號，Reo_x,y為當(dāng)前塊的亮度重建信號。a和B是根據(jù)相鄰塊重建亮度和色度信號的關(guān)系推導(dǎo)出來的。如果視頻源是 YUV420 格式，則色度信號的采樣率是亮度信號的一半，在 使用LM 預(yù)測時，色度和亮度信號就存在 1/2 個像素的相位差。因此，需要

16、先將 亮度信號下采樣，使其和色度信號的大小和相位相匹配。在 LM 預(yù)測方式中，對 重建亮度信號在垂直方向上下采樣，在水平方向上二次抽樣，即：RecLx, y =(Req2x,2y Req2x,2y 1)1(2-2)通過使用最小二乘法，可以擬合出下采樣后的重建亮度信號和色度信號之間的關(guān) 系，從而推導(dǎo)出式(2-1)的參數(shù)a和俟如式(2-3)和(2-4)所示:IIIi Recc(i) RecL(i)，Recc(i)、Req (i)i =0i =0_ i =0_I、2 Recc(i)-：* Req (i)(2-3)(2-4)I、Req(i) Req(i)岸Req(i)i =0,i =0圖 2-8 改進(jìn)

17、的 planar 預(yù)測模式實(shí)用文檔文案大全i i I實(shí)用文檔文案大全式(2-3)和(2-4)中Recc(i)和Reo_(i)分別表示和當(dāng)前塊相鄰行/列的重建色度信號和 重建下采樣亮度信號。I 為參與計算的相鄰塊采樣點(diǎn)總數(shù)，如圖 2-9 所示，只有 當(dāng)前塊左側(cè)和上側(cè)標(biāo)為灰色的相鄰采樣點(diǎn)參與計算。圖 2-9 LM 模式下計算a和B所用采樣點(diǎn)文獻(xiàn)22中列舉了 LM 模式的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在 Intra 配置下，啟用 LM 模式可使Y,Cb,Cr 的 BD-rate 數(shù)據(jù)分別提高 0.8%, 7.8%和 5.9%。2.4 幀間預(yù)測由于 HEVC 在 PU 分割時可能使用 4 種非對稱的方式(2NXnU, 2

18、NXnD, nL&N,nRX2N),在幀間預(yù)測時，其運(yùn)動矢量也允許以非對稱塊為單位，這種 技術(shù)稱為AMP(Asymmetric Motion Partition)24-27，這樣對于圖像中的非對稱形狀 的區(qū)域，使用AMP 能更靈活的進(jìn)行運(yùn)動估計。圖 2-10 為 6404 塊的非對稱運(yùn)動 矢量分割。傳統(tǒng)視頻編碼器對運(yùn)動矢量的編碼一般都采用預(yù)測編碼。 如 H.264/AVC 中， 會把相鄰塊的運(yùn)動矢量的中值作為當(dāng)前塊的 MV 預(yù)測值，并將 MV 預(yù)測值和實(shí) 際值的差編碼。Recc、-(:F.:. 12N圖 2-10 64 為 4 塊的 AMP 分割實(shí)用文檔文案大全這種空域運(yùn)動矢量預(yù)測編碼方法也稱

19、為MVP(Motion VectorPrediction)。HEVC 將這種方法進(jìn)一步拓展，提出了 AMVP (Advaneed motion vectorprediction)技術(shù)24-31, HEVC 中 MV 預(yù)測候選塊不局限于空域，也在時域 范圍內(nèi)尋找，這些候選塊組成一個集合，而AMVP 方案會在此集合中尋找最優(yōu)的 MV 匹配，然后只需要編碼最優(yōu)匹配塊的索引、參考幀下標(biāo)、以及 MVD(MotionVector Differenee)，從而更有效的節(jié)省空間開銷。如果 MVD=0，貝 U HEVC 就會 啟用merge 模式，使當(dāng)前塊和候選塊共用一個運(yùn)動矢量。HEVC 般會同時使用 AMV

20、P 和merge,以獲得最優(yōu)的 MVP 編碼效率。2.5 頻域變換2.5.1 大尺度變換H.264/AVC 只有 4X4 和 8$兩種變換模式，HEVC 增加了 16X16、32X32 兩 種更大尺度的變換23。對于高清視頻，使用更大尺度的頻域變換會得到更好的 編碼效果，因?yàn)樵诟咔逡曨l中，宏塊所表示的內(nèi)容一般是某一物體的一部分或背 景的一小部分，宏塊內(nèi)大多是都是紋理模式均勻，顏色變化較小的內(nèi)容。因此， 使用較大尺度的變換將會使頻域能量更集中，從而減少量化誤差。二維DCT 變換是通過計算水平和垂直方向的一維 DCT 實(shí)現(xiàn)的。其計算方式可表示為：丫二 H X H(2-5)其中 X 為預(yù)測殘差，H

21、為變換矩陣。圖 2-11 為 HEVC 的 16X16 的變換矩陣，為 了簡便，HEVC 只指定了 32X32 尺度的變換矩陣，通過下采樣而得到其他尺度 (16X6，8X3，4X4)的變換矩陣。6454640-50S91 X-7575IS-S95043-9057呼-R770g-80HO-9-70Rr-25-57訕-4?443S33636S3-S3殆3b83S3-3b-36K33625-709-SO439-5787-H?57-9-43SO-9070-255075K9-7550_ idB95W-2543-5770-NOS7-9090-87SO-70574325-9圖 2-11 16X6 變換矩陣實(shí)

22、用文檔文案大全2.5.2 可選的 4X4 DST對于 4X4 大小的 TU , HEVC 提供了可選的基于 DST 變換模式32-36,其變換 矩陣如圖 2-12 所示。-2974557474084 -74H =84-2974555574-29 _圖 2-12 4X4 DST 變換矩陣對于離塊邊界越遠(yuǎn)殘差振幅越大的區(qū)域， DST 具有更好的編碼適應(yīng)性。復(fù) 雜度方面，4X4 DST 和 4X4 DCT 相差不大，但 DST 可以節(jié)省大約 1%的比特率。另外，HEVC中 DST 變換只限于 4X4 亮度變換塊中使用。2.5.3 TSMHEVC 為了提高屏幕視頻編碼的效率，也征集考察了一些其他編碼技

23、術(shù)，其 中TSM(Transform Skip Mode)37-42就是被 HEVC 采納的相關(guān)技術(shù)之一。研究表明, 由于屏幕視頻內(nèi)容的各向異性特征，使用傳統(tǒng)的Hybrid 框架視頻編碼器并不能得到最優(yōu)的編碼效果。對屏幕圖像中的文本、圖形、色調(diào)單一的背景等區(qū)域，女口 果不做頻域變換，而直接對預(yù)測殘差編碼效果會更好。對于幀內(nèi)編碼，由于塊之間的相關(guān)性沒有幀間編碼高， 其預(yù)測殘差值一般比 較大，HEVC 中尺度越大的 CU 越是如此。因此使用 2D 頻域變換有利于能量的 集中。然而，如果視頻源是屏幕圖像，其內(nèi)容多是重復(fù)性無損匹配數(shù)據(jù)，這樣幀 內(nèi)預(yù)測殘差就會比較小或?yàn)榱悖?這種情況下， 如果仍然使用頻

24、域變換， 就會減少 甚至降低編碼效率。 對于這些 TU，TSM 模式下 HEVC 會考慮跳過變換環(huán)節(jié)， 在后續(xù)的 CABAC 熵編碼階段，適當(dāng)?shù)男薷臍埐顢?shù)據(jù)的統(tǒng)計特性，可以得到更好 的編碼結(jié)果。TSM 定義了跳過變換的 4 種方式，詳見圖 2-13。實(shí)用文檔文案大全圖 2-13 TSM 模式運(yùn)動補(bǔ)償殘差信號一般在垂直和水平兩個方向上表現(xiàn)出不同的特性，因此， 在幀間編碼時，HEVC 可根據(jù)具體情況選擇不同的 TSM 模式跳過水平/垂直變換。 從圖 2-13 可以看出，TSM 模式也包含了同時啟用水平和垂直變換的選擇。實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表明，對于某些屏幕視頻，啟用TSM 后，BD-rate 性能最高可提升

25、 30%。這種方案的另一個優(yōu)點(diǎn)是對 HEVC 編碼器修改少，在不增加額外時間空間的開 銷的前提下，有效提高了對屏幕視頻的編碼性能。2.6 環(huán)路濾波2.6.1 去方塊濾波由于頻域變換量化產(chǎn)生的誤差，以及運(yùn)動補(bǔ)償造成的預(yù)測誤差，基于塊結(jié)構(gòu) 的編碼在經(jīng)過預(yù)測/變換/量化步驟后會產(chǎn)生塊效應(yīng)，因此，混合視頻編碼器會采 用相應(yīng)的措施消除塊效應(yīng)， 一般做法是在塊的邊界進(jìn)行濾波處理， HEVC 的去方 塊濾波(Deblocking Filter)基本沿用了 H.264/AVC 中的方法，如濾波方式，邊 界強(qiáng)度的決策機(jī)制等，區(qū)別只在于HEVC 采用了更靈活的塊分割方案，由于 TU 可能不在 PU 的范圍內(nèi)，HE

26、VC 的去方塊濾波需要在較小的塊內(nèi)進(jìn)行。2.6.2 采樣點(diǎn)自適應(yīng)補(bǔ)償3嚴(yán) 門fTSM 模式垂直方向水方向TS0啟用變換啟用變換TS1啟用變換跳過變換TS2跳過變換啟用變換TS3跳過變換跳過變換hi trantonnnn rmv s unlyLI)2D triuihloimdr tioLniTLsfcKiinc) transfbnn on columnsonly實(shí)用文檔文案大全采樣點(diǎn)自適應(yīng)補(bǔ)償(SAO, Sample Adaptive Offset)是 HEVC 中出現(xiàn)的新技術(shù)43-46,該環(huán)節(jié)在去方塊濾波之后，其基本原理是根據(jù)重建圖像和原始圖像的差異， 對重建圖像根據(jù)實(shí)際情況做自適應(yīng)的補(bǔ)償，以

27、減少重建圖像和原始圖像的失真度, 從而提高重建圖像質(zhì)量，大量實(shí)際數(shù)據(jù)顯示，SAO 可以提高 2%6%的編碼性能， 編碼復(fù)雜度增加了 2%左右。SAO 是以 LCU 為單位進(jìn)行處理的，采樣點(diǎn)補(bǔ)償?shù)姆绞椒譃閹钛a(bǔ)償 (Band Offset，BO)和邊緣補(bǔ)償(Edge Offset, E0)兩種，帶狀補(bǔ)償根據(jù)像素值強(qiáng)度劃 分為若干條帶，每個條帶內(nèi)部使用相同的補(bǔ)償值。 邊緣補(bǔ)償主要用于對圖像中的 像素邊緣進(jìn)行補(bǔ)償，通過將當(dāng)前像素點(diǎn)和相鄰兩個像素點(diǎn)比較，從而獲得該像素點(diǎn)的類型，并根據(jù)類型進(jìn)行對應(yīng)的補(bǔ)償校正。邊緣補(bǔ)償?shù)南噜徬袼攸c(diǎn)位置有4種情況，具體如圖 2-14 所示：圖 2-14 EO 像素分類模型在

28、編碼端，首先以幀為單位進(jìn)行 SAO 的初始化，通過分析重建數(shù)據(jù)和原始 數(shù)據(jù)之間的失真度，配置 SAO 狀態(tài)參數(shù)，并決定 SAO 類型。然后對每個 LCU 進(jìn)行 SAO 處理。這種先驗(yàn)信息收集整理的過程只在編碼端出現(xiàn)，在解碼端，每 個 LCU 的 SAO 處理都是獨(dú)立的，不需要訪問幀緩存數(shù)據(jù)就能解碼。2.7 并行化設(shè)計2.7.1 Tiles在混合編碼框架內(nèi)，一個 Slice 之內(nèi)的 LCU 之間編碼具有很強(qiáng)的相關(guān)性，如 幀內(nèi)預(yù)測、MV 預(yù)測、CABAC 的概率等，都需要參考相鄰 LCU 的數(shù)據(jù)。為了使 編解碼能并行進(jìn)行，從而更充分的利用多處理器的并行計算能力，以及達(dá)到最優(yōu) 的負(fù)載平衡，HEVC使

29、用了名為 Tiles 的新技術(shù)47-50。首先把圖像分割成若干個 由 LCU 組成的矩形區(qū)域，具體如圖 2-15 所示，每個矩形區(qū)域稱為 Tile, Tile 之 間的編碼是相互獨(dú)立的。Tile 的定義如下：nCC實(shí)用文檔文案大全(1)Tile 必須是矩形形狀Tile 內(nèi)包含固定個數(shù)的 LCU(3) Tile 的寬和高放在序列參數(shù)集或圖像參數(shù)集中(4) Tile 之間編解碼無相關(guān)性，這點(diǎn)和Slice 類似(5) 使用 Tiles 并不改變碼流的光柵掃描傳送順序。Tiles 可以和 Slice 在幀內(nèi)共存(7) Tiles 是編碼端的可選項(xiàng)圖 2-15 3X3 Tiles 分割和 Slice 比

30、較，使用 Tiles 具有更好并行性。因?yàn)?Tiles 是矩形分割，而 Slice 必須是以光柵掃描方式順序的 LCU 組成。另外，在一幀內(nèi)使用過多的 Slice，就 會增加 Sliceheader 的開銷。因此，使用 Tiles 能以更小的代價獲得更靈活的圖像 分割，以及更好的并行性。2.7.2 WPP(Wavefr ont Parallel Processi ng)HEVC 是以 LCU 為單位并按照光柵掃描的順序進(jìn)行編解碼，CABAC 熵編 碼的概率模型也隨著編碼過程更新。因此， HEVC 的 LCU 之間具有很大的編碼 相關(guān)性。具體如圖 2-16 所示。為了編碼當(dāng)前 LCU (X )，

31、則必須先得到 X 的左、 上、左上、右上 LCU 的相關(guān)信息，這樣才能進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和 MV 預(yù)測。實(shí)用文檔文案大全WPP51-54的并行化處理是從不打斷 LCU 之間的相關(guān)性的角度進(jìn)行的，具體 如圖2-17 所示，每一個 LCU 行使用一個單獨(dú)的線程的進(jìn)行編解碼（圖 2-17 中 共使用了 4個線程），考慮到 LCU 之間的相關(guān)性，線程之間的編碼異步次序至少 要錯開兩個 LCU，這樣就可以使時域和空域預(yù)測得到足夠的相鄰LCU 數(shù)據(jù)。圖 2-17 WPP 方案由于 CABAC 的上下文概率模型是按光柵掃描的順序逐行更新的，按照這種 方式，在第一行的線程沒有結(jié)束前，第二行的線程是無法啟動的。在 H

32、EVC 的 早期版本中，曾經(jīng)嘗試在第二行重新初始化 CABAC 概率，但這樣做會造成編碼 性能的降低，全 I 幀模式BD-rate 降低 0.7 %，隨機(jī)訪問模式降低 5.9%,低延遲 模式降低 7.8%。因此，提案53中提出，第二行延續(xù)使用第一行第 2 個 LCU 的 概率，具體如圖 2-18 所示。KEYCABAC probabilititesPixel and MV depe ndencyProbabilties dependencyBlock(s) being encoded實(shí)用文檔文案大全I(xiàn)ndependent TilesTile1Tile 2a1a2fa4Ic2c3bl*b2 /b

33、3d2d336a7| C4c5廠b5 b6b?b8l Id4d5圖 2-18 WPP 非首行 CABAC 概率設(shè)定從圖 2-17可以看出 WPP和 Tiles這兩種并行化技術(shù)是兼容的， 可以同時使 用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明這兩種技術(shù)可以在多處理器環(huán)境下，明顯減少編解碼時間。參考文獻(xiàn)Video Codec for Audiovisual Services at px64 kbit/s , ITU-T Rec. H.261,version 1: November.1990, version 2: March. 1993.Video Coding for Low Bit Rate Communicatio

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