overview of hevc

转载自：http://blog.youkuaiyun.com/xiaoyi247/article/details/7891419

HEVC(High Efficient VideoCoding)即下一代的视频压缩标准，是继H.264/AVC之后视频编码标准的又一重大突破，最主要的改进是分辨率的支持从QVGA至7680x4320的超高清视频，是H264所以支持的1080p的分辨率的16倍！视频编码效果在相同PSNR的情况下，码率节省40%-45%。那具体HEVC相对于h264都有哪些方面的改进呢？

先上编码框图:

         

      这个框图是基于HM5.0编码器的，整个框架和H264的编码框图基本差不多，首先我们来讨论一下框图上没有表现出来，但是在HEVC中又非常明显的一个变化。

1.编码分割的变化

          众所周知，在H264中，我们编码的最小单元是宏块，整个H264的编码框图都是基于宏块的，但这个概念在HEVC中发生了本质的变化，在HEVC中我们使用CU（编码单元），PU(预测单元），TU（变换单元）来描述整个HEVC的编码过程。

          为了提高高分辨率的视频的编码效率，HEVC采用了基于大尺寸的四叉树编码结构。

          CU：采用四叉树的分割结构，CU的尺寸变化范围从8x8(SCU)至64x64(LCU),编码单元的尺寸必须为2Nx2N的正方形，其中N为2为底的幂,具体如图2所示

          

          PU：HEVC中使用PU来实现当前CU的预测，PU的尺寸不能超过其所属的CU，PU的划分方式有两类

     a.2Nx2N,NxN,Nx2N,2NxN如图三a所示

                 b.64x64的CU支持AMP(不对称分割）,主要为了适用于CU中纹理偏差比较大的情况，增加预测的精准度，如图三b所示

          

      TU：同样采用四叉树的分割结构，所支持的尺寸从4x4至32x32，相对于h264增加了16x16和32x32两种大尺寸的变换。和不对称的PU结构相对应，在HM4.0模型中也采用了相应的矩形四叉树的TU结构，一个CU的TU划分方式如下图所示：

          

 

结合框图，我们来描述一下各个模块的改进

Intraprediction：

预测方向拓展到33个，另外加上一个DC和一个planar，一共35中预测模式，使得预测更加精细，但是为了控制编码复杂度，所以对4x4和64x64的尺寸的预测模式进行了限制。下图对比了HEVC和AVC的Intra预测模式：

     

INTERPREDICTION：

           相对于AVC，HEVC进行了三个方面的改进

          a.广义B帧，对传统的P帧使用B帧的双向预测模式

          b.运动融合，结合了传统的skip mode和direct mode

         c.自适应运动矢量预测技术，即同时使用时域和空域进行MV的预测，相对于AVC来说增加了时域的预测，有利于去除时间域的相关性

Transformation

Transformation的一些改进在上一篇文章中有提及，不再重复

Quantization

       基本同AVC

loop filtering

    在原有的deblockfilter的基础上增加SAO,ALF模块，不过在HM8.0中ALF已经去掉

Entropy Coding

 

 包含两种熵编码的方式，CAVLC和SBAC，SBAC是CABAC的个改进，是并行的CABAC算法，基于语法元素进行熵编码，在低复杂度