Versatile Video Coding(VVC)总结

本文深入探讨了Versatile Video Coding (VVC) 的编码结构,重点介绍了分块策略,如CTU、CU的多样划分方式,以及帧内预测的多种模式,包括非方块的wide-angle预测和cross-component线性模型。此外,还讲解了帧间预测的先进技术,如仿射运动补偿预测和自适应运动矢量分辨率。

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(参考的VTM2,可能不准确,选择性阅读)

一、VVC 编码结构

基于块的分层编码结构。VTM2的编码结构如下图所示:
编码结构

二、分块

CTU

图像被分成一系列的树形编码单元(CTU),CTU的概念和HEVC的相同。一个CTU包含一个NxN的亮度分量和两个对应的色度分量。最大的CTU块的亮度分量是128x128。

CU

在HEVC中CTU使用四叉树结构划分成多个CU。每一个CU进一步分成一个、两个或四个PU,每一个PU采用相同的预测模式。预测完之后获得残差,CU又根据四叉树结构分成TU。
在VVC中,CTU的划分有四叉树结构、二叉树结构和三叉树结构。并且取消了CU、PU和TU的概念,除非CU的大小大于最大变换单元(64x64)大小。CTU最先使用四叉树分割,然后四个节点可以进一步采用多种方式分割,包括水平二分(SPLIT_BT_HOR)、垂直二分(SPLIT_BT_VER)、垂直三等分(SPLIT_TT_VER)和水平三等分(SPLIT_TT_HOR)。如下图所示:
二分三分
CTU划分flag表示如下图所示:
CTU划分

图像边界的CU划分

(1)若CU部分超过右边和下边边界(右下角)
a.如果block是QT节点且bl

H.266/Versatile Video CodingVVC)作为新一代视频编码标准,相较于其前身H.265/HEVC在多个关键领域进行了显著的技术改进,以应对日益增长的视频数据压缩需求。这些改进主要体现在以下几个方面: 参考资源链接:[ITU-T H.266: Versatile Video Coding - 新一代视频编码标准](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/76w789owt7?spm=1055.2569.3001.10343) 1. **更高级的预测算法**:H.266引入了更精细的块划分和更复杂的预测模式。比如,它支持高达64x64像素的编码单元和更详细的分割方式,以及更先进的帧内预测和帧间预测算法,包括角度预测和多参考帧预测,这些提高了视频信号冗余的去除效率。 2. **增强的运动补偿技术**:H.266中采用了更高效的运动估计技术,特别是结合了机器学习的方法,提高了运动搜索的准确性。这使得编码器能够更精确地捕捉到视频帧间的细微运动变化,从而优化了视频编码的效率。 3. **改进的熵编码**:H.266对熵编码算法进行了优化,采用了增强的上下文自适应二进制算术编码(CABAC),以及新的熵编码模式。这些改进进一步提升了压缩性能,减少了编码后的数据大小。 4. **创新的变换和量化技术**:H.266采用了可变大小的离散余弦变换(DCT)和自适应量化方法,提供了更灵活的处理手段来适应视频内容的多样性。这些创新有助于减少编码过程中的失真,并提高编码效率。 5. **对HDR和深度图像编码的支持**:为了适应高动态范围(HDR)内容和深度图像的高效编码,H.266引入了针对这些类型内容的编码优化。这为4K、8K超高清视频以及3D和VR内容提供了更好的支持。 6. **更智能的自适应比特率控制**:H.266改善了比特率控制机制,通过根据视频内容和网络条件动态调整编码参数,使得视频流能够在保持高质量的同时适应不同的带宽限制。 通过这些技术上的提升,H.266/Versatile Video CodingVVC)为视频内容的存储和传输提供了更高的压缩效率,尤其是在高分辨率和高动态范围视频场景中,同时仍保持了良好的视听质量。 这些技术细节和改进对于理解H.266/Versatile Video CodingVVC)的新标准至关重要。建议深入研究提供的资料《ITU-T H.266: Versatile Video Coding - 新一代视频编码标准》来获取更全面的了解,以充分发挥H.266在移动视频和多媒体服务中的潜力。 参考资源链接:[ITU-T H.266: Versatile Video Coding - 新一代视频编码标准](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/76w789owt7?spm=1055.2569.3001.10343)
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