新一代视频编码技术---H.265HEVC高效视频编码技术
h265格式解析
H.265格式解析一、导言高效视频编码（High Efficiency Video Coding，简称HEVC），也被称为H.265，是一种广泛使用的视频压缩标准。
H.265被设计为H.264的继任者，旨在提供更高的编码效率和更好的视频质量。
本文将对H.265格式进行详细解析，包括其基本概念、特点、优势以及应用领域等方面的内容。
二、H.265格式基本概念H.265是由国际电信联盟（ITU）和国际标准化组织（ISO）共同开发的一种视频压缩标准。
与H.264相比，H.265采用了更先进的技术，包括更高的编码效率和更好的视频质量。
H.265可以显著地减少视频文件的大小，同时保持高清晰度的画面。
H.265的基本概念如下：1. 帧内和帧间编码H.265采用了帧内编码（Intra-frame Coding）和帧间编码（Inter-frame Coding）相结合的方式。
帧内编码只利用当前帧内的信息进行压缩，而帧间编码利用前后帧之间的信息进行压缩。
这种结合的方式能够更好地兼顾编码效率和画质。
2. 编码单元H.265将视频数据划分为多个编码单元（Coding Unit，CU），每个编码单元由多个最小编码单元（Minimal Coding Unit，MCU）组成。
这种层次化的编码结构有助于实现更好的压缩效果和灵活的编码控制。
3. 预测编码H.265采用了帧间预测（Inter-frame Prediction）技术，通过对前后帧的差异进行编码，进一步减少了视频数据的冗余。
预测编码技术可以更好地利用视频中的时空相关性，提高编码效率。
4. 变换和量化H.265使用了多种变换和量化技术来减少视频数据的冗余。
其中最常用的是离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）和量化。
这些技术能够有效地抑制视频信号的高频分量，从而实现更好的压缩效果。
三、H.265格式特点H.265格式相较于H.264有以下几个显著特点：1. 更高的压缩效率H.265采用了更先进的编码技术，能够显著提高压缩效率。
视频编码标准H265的性能优化
视频编码标准H265的性能优化一、视频编码标准H265概述H265，也称为HEVC（High Efficiency Video Coding），是继H264之后的新一代视频编码标准。
它由MPEG（Moving Picture Experts Group）和VCEG（Video Coding Experts Group）联合开发，旨在提供更高的压缩效率和视频质量。
H265的推出，不仅提升了视频传输和存储的效率，而且对整个视频产业的发展产生了深远的影响。
1.1 H265技术的核心特性H265技术的核心特性主要体现在以下几个方面：- 更高的压缩率：H265能够提供比H264更高的压缩率，理论上可以在相同的视频质量下减少大约50%的数据量。
- 更好的视频质量：H265支持更高的分辨率和色彩深度，能够提供更清晰、更细腻的视频画面。
- 支持更宽的色域和动态范围：H265能够支持更宽的色域和更高的动态范围，使得视频内容更加丰富多彩。
1.2 H265技术的应用场景H265技术的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 4K和8K视频流：H265能够高效地编码4K和8K超高清视频，满足未来高清视频传输的需求。
- 视频监控：H265的高压缩率使得它非常适合用于视频监控领域，可以有效减少存储和传输成本。
- 网络视频服务：H265被广泛应用于网络视频服务，如视频点播、直播等，提供更流畅的视频体验。
二、H265编码标准的制定H265编码标准的制定是一个全球性的过程，需要全球范围内的视频技术专家和组织的共同努力。
2.1 国际视频编码标准组织国际视频编码标准组织是制定H265编码标准的权威机构，主要包括MPEG和VCEG。
这些组织负责制定H265编码的全球统一标准，以确保不同国家和地区的视频编码能够实现互联互通。
2.2 H265编码标准的关键技术H265编码标准的关键技术包括以下几个方面：- 编码单元划分：H265采用了更小的编码单元划分，如CU（Coding Unit）和TU（Transform Unit），以提高编码效率。
h265(HEVC)编解码相关技术概述
H265(HEVC Heigh Efficiency Video Coding)介绍1 概要H.265(高效率视频编码（HEVC）)是现行“H.264/MPEG-4 AVC”标准于2003年实现标准化以来时隔10年推出的新标准，将成为支撑未来十年的影像服务和产品的视频压缩技术。
其特点是，支持1080p以上的4K×2K和8K×4K分辨率，将视频压缩率提高至H.264的约2倍。
也就是说，能以原来一半的编码速度发送相同画质的视频。
例如，按照20Mbit/秒发送的H.264格式视频容，在相同画质的条件下用HEVC格式只需10Mbit/秒的速度。
1.1 H.265发展背景H.264虽然是一个划时代的数字视频压缩标准，但是随着数字视频产业链的高速发展，H.264的局限性逐步显现，并且由于H.264标准核心压缩算法的完全固化，并不能够通过调整或扩充来更好地满足当前高清数字视频应用。
视频应用向以下几个方面发展的趋势愈加明显：(1)高清晰度(Higher Definition)：数字视频的应用格式从720P向1080P全面升级，在一些视频应用领域甚至出现了4K*2K、8K*4K的数字视频格式(2)高帧率(Higher frame rate)：数字视频帧率从30fps向60fps、120fps甚至240fps的应用场景升级(3)高压缩率(Higher Compression rate)：传输带宽和存储空间一直是视频应用中最为关键的资源，因此，在有限的空间和管道中获得最佳的视频体验一直是用户的不懈追求。
由于数字视频应用在发展中面临上述趋势，如果继续采用H.264编码就出现如下一些局限性：(1)宏块个数的爆发式增长，会导致用于编码宏块的预测模式、运动矢量、参考帧索引和量化级等宏块级参数信息所占用的码字过多，用于编码残差部分的码字明显减少。
即：单个宏块所表示的图像容的信息大大减少，导致4*4或8*8块变换后的低频率相似程度也大大提高，会出现大量的冗余(2)分辨率的大幅增加，表示同一个运动的运动矢量的幅值将大大增加，H.264中采用一个运动矢量预测值，对运动矢量差编码使用的是哥伦布指数编码，该编码方式的特点是数值越小使用的比特数越少。
新一代视频编码技术H.265标准
Ｈ． ２ ６ ５进 行 了 大 量 的 技 术 改 进 ，其 中
关键词 ： Ｈ． ２ ６ ５ 四 叉 树 编码 环 路 滤 波
这 两 大 组 织 并 非 完 全 相 互 独 立， 比较 有 代 表 性 的 包 括 ：基 于 大 尺 寸 四
存 ２ ０ ０ １年 第 四 季 度 ， 由 来 自 Ｉ Ｓ Ｏ／ 叉 树 编 码 结 构 、多 角 度 帧 内 预 测 技 术 、
视频 编 码 技 术 （ 如 Ｈ． ２ ６ ４ ） 的 编
编码 标准 应 运 而生 。
（ ３ ８ ４ ０×２ １ ６ ０）和 ８ Ｋ （ ７ ６ ８ ０×４ ３ ２ ０）
的 不 同 级 别 的 视 频 应 用 。Ｈ． ２ ６ ５的 核
２ Ｈ． ２ ６ ５的发 展历程
心 目标 在 于 ： 在 Ｈ． ２ ６ ４的 基 础 上 。数
务 的 主 流 发 展 方 向 。 视 频 清 晰 度 的提 之 时 ，Ｉ ＴＵ开 始 对 视 频 编 码 技 术 提 出 本 单 元 ， 相 当 于 Ｈ． ２ ６ ４编 码 中 的 宏 升 带 来 了数 据 量 的 大 幅 增 长 。而 现 有 了更 为 长 远 的 设 想 ，并 开 始 规 划 推 出 块 或 子 宏 块 。ＣＵ 支 持 的 可 变 范 围 为 的编 码 标准 （ 如 Ｈ． ２ ６ ４、 ＭＰ Ｅ Ｇ一 ２等 ） 新 一 代 的 视 频 编 码 标 准 Ｈ． ２ ６ ５ 。２ ０ １ ０ １ ２ ８ Ｘ １ ２ ８至 ８×８ 。相 较 于 Ｈ． ２ ６ ４，宏
Ｉ Ｅ Ｃ组 织 的 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ 小 组 以及 来 自 Ｉ Ｔ Ｕ 运 动 估 计 融 合 技 术 、 自适 应 运 动 矢 量 组 织 的 ＶＣＥ Ｇ 小 组 共 同 发 起 成 立 了 预 测 补偿 技术 、环 路滤 波 、熵 编码 技 术 。 Ｊ ＶＴ （ 联 合 视频 编 码 组 ） 。致 力 于 新 一
h265编解码流程
H.265视频编解码流程------------H.265，也称为高效视频编码（HEVC），是一种用于高清视频压缩的标准。
其设计目标是在相同的视频质量下，提供比H.264更高效的压缩比。
以下是H.265编解码流程的主要步骤：1. 视频编码层（VCL）处理原始视频数据，进行压缩编码。
* 分块：将每一帧图像分为若干个块，每个块的大小和形状可以根据需要进行调整。
* 预测编码：对每个块进行预测编码，利用相邻块的信息来减少数据的冗余。
预测编码可以是帧内预测或帧间预测。
* 变换和量化：对预测后的残差数据进行变换和量化，进一步压缩数据。
变换使用的是离散余弦变换（DCT），而量化则是将变换系数映射到一个较低的精度。
* 熵编码：对量化后的变换系数、运动信息、预测信息等进行熵编码，以更紧凑的方式表示这些信息，从而减少数据的大小。
* 输出压缩视频码流：将所有的编码信息整合成连续的压缩视频码流，以便存储和传输。
2. 网络抽象层（NAL）定义数据的封装格式，把VCL产生的视频数据封装成一个个NAL单元的数据包，适配不同的网络环境并传输。
* NAL单元：NAL单元是H.265中的基本传输单位，每个NAL 单元都包含一个头信息和一段数据。
头信息中包含了类型、大小等信息，用于识别和处理数据。
* 数据封装：将VCL生成的压缩视频码流封装到NAL单元中，每个NAL单元对应一个数据包，以便于在不同的网络环境中传输。
* 适配网络环境：根据不同的网络环境，NAL可以定义不同的封装格式和传输协议，以确保视频数据的可靠传输。
通过以上步骤，H.265实现了高效的视频压缩编码。
在接收端，解码器可以按照相反的步骤解码接收到的压缩视频码流，恢复出原始的视频数据。
音视频编码标准的对比分析
音视频编码标准的对比分析随着数字技术的快速发展和普及，音视频编码技术也迅猛发展。
为了适应不同的使用场景和需求，人们开发了多种编码标准。
本文将从压缩率、视频质量、编解码速度和适用领域四个方面对常见的音视频编码标准进行分析和比较，以期为读者提供更全面、系统的了解。
一、压缩率压缩率指的是编码后的音视频文件大小与未压缩文件大小之比。
一般情况下，压缩率越高，文件大小越小，传输和存储成本越低。
常见的音视频编码标准包括H.264、H.265、AV1和VP9等，它们的压缩率如下：1. H.264H.264是一种广泛使用的视频编码标准，具有很高的兼容性和稳定性。
它的压缩率相对较低，在同等视频质量下，文件大小通常比其他标准要大。
2. H.265H.265是一种高效的视频编码标准，也称为HEVC。
相比于H.264，在同等视频质量下，H.265的压缩率可以提高40%-60%，文件大小更小。
3. AV1AV1是由联合视频编码小组（Alliance for Open Media，简称AOM）开发的一种新型视频编码标准。
它借鉴了现有的编码标准，并进行了优化，压缩率比H.265更高。
4. VP9VP9也是由Google开发的一种视频编码标准，与AV1类似，也是由现有的标准进行优化。
它的压缩率比H.264高，但比H.265和AV1低一些。
综合来看，AV1的压缩率最高，H.264的压缩率最低，而H.265和VP9介于两者之间。
二、视频质量视频质量是衡量一个视频编码标准好坏的重要指标之一。
常见的评估方法有RMSE和PSNR等，这里不再赘述。
下面是不同编码标准在视频质量方面的表现：1. H.264H.264具有较好的画质表现，尤其对于快速移动的物体，能够保持较高的清晰度和稳定性。
2. H.265H.265在相同码流下具有更好的画质表现，可以在高压缩比下保持较高的清晰度和细节还原度。
3. AV1AV1在视频质量方面表现优异，可以在压缩率很高的情况下仍然保持高质量的视频。
HEVCH.265编码技术
变换单元，则是针对正交变换和量化。对于正交变换，HEVC采用包含了 16×16，32×32和64×64等尺寸块的变换矩阵、旋转变换和基于模式的方向 性变换来提高编码性能。
多角度帧内预测
帧内预测将原有的8种预测方向扩展至 33种，增加了帧内预测的精细度。另外， 帧内预测模式保留了DC预测，并对Planar 预测方法进行了改进。目前HM模型中共包 含了35种预测模式，下图只显示了34种， 未显示Planar预测方法。
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中最为关键的资源，因此，在有限的空间和管道中获得最佳的视频体验一直是 用户的不懈追求。
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背景（2）
由于数字视频应用在发展中面临上述趋势，如果继续采用H.264编码就出现的如下一些局限 性：
(1) 宏块个数的爆发式增长，会导致用于编码宏块的预测模式、运动矢量、参考帧索引 和量化级等宏块级参数信息所占用的码字过多，用于编码残差部分的码字明显减少。
2012.2：委员会草案（标准草案完成稿）；HEVC委员会草案获得通过。 2012.7：HEVC国际标准草案获得通过； 2013.1：国际标准最终获得通过；
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Agent
H.265的发展背景和历程 H.265的关键技术 H.265编码能力对比 H.265的产品实现 H.265应用实测 H.265与4K视频
新一代影像編碼格式H.265完全析解，流量省一半，檔案更小更美T客邦
新一代影像編碼格式H.265完全析解，流量省一半，檔案更小更美T客邦懸盪已久的次世代影像編碼格式H.265，終於在2013年1月25日收到國際電信聯盟（ITU）的認可，成為新一代標準格式，它除了肩負縮小影片所需資料流量，以舒緩繁重的網路負擔外，同時也是4K UHD 解析度影片編碼的不二人選。
影片流量拖垮網路影片壓縮最主要的終極目標，就是要降低影片檔案的大小，如此一來可以減少儲存時所佔用的空間，同時也能夠降低傳輸時消耗的網路頻寬。
或許讀者會覺得現在硬碟便宜的跟什麼一樣，網路速度也非常快，但若以目前主流的HD影片來推估，並以下列條件進行試算：1.解析度=1920 x 10802.顏色取樣深度=24bit（R、G、B各色8bit）3.每秒幀數=60幀那麼每秒需要的流量可能是多少？1920 x 1080 x 24bit x60=2985984000bit2985984000bit/8bit/1024/1024=355.957MB以2小時的電影來說，就需要佔用2.44TB的儲存空間，大約需要使用50片雙層藍光光碟才能裝得完（而且以上估算還不包括音訊部分），更罔談以網路即時串流，影片壓縮的重要性可見一斑。
以目前主流的藍光光碟為例，採用大部分H.264編碼格式的影片流量落於20至25Mbps之間，壓縮率大約為113.9至142.38倍之間，節省的空間相當可觀。
即便H.264的壓縮能力足夠滿足目前使用需求，但是遇到解析度更高的4K UHD格式，還是顯得捉襟見肘，需要尋求壓縮效率更好的編碼器，才能將影片壓縮到適合傳輸與儲存的流量範圍。
▲由此圖可以看出各種不同解析度的尺寸差異，4K UHD的解析度為HD的4倍，與480P相比，差距更是高達24倍。
▲規格比較表工作時程超過8年H.265的起源為2004年時，國際電信聯盟旗下的視訊編碼專家小組（Video Coding Experts Group）開始研讀可以取代H.264的技術，並且將專案名稱暫定為H.265與H.NGVC （Next-generation Video Coding，次世代視訊編碼），其目標為與H.264 High Profile 比較時，在相同畫質表現下，可以為影片節省25至50%的資料流量。
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新一代视频编码技术--- H.265/HEVC高效视频编码技术
音视频信息包含图像、语音、文字等各种信息，是人与人之间沟通的重要媒介，因此以音视频为核心的视频会议、视频指挥、视频监控、可视电话等各种音视频系统成为现代各个行业和领域信息化建设领域的重点。
然而，高清晰的实时图像数据量巨大，以图像分辨率为1920X1080，颜色取样深度为24bit，每秒帧数为60帧的实时高清视频为例，未经压缩处理的图像通过网络传输每秒的流量将达到355.957MB。
为了实现在有限带宽下传输如此高数据量的视频图像，音视频应用系统通过使用编码设备将图像进行压缩编码大幅降低数据量后再通过网络传输，目前这些编码设备主要采用H.264编码技术。
H.264又称MPEG-4part10，由VCEG和MPEG联合组成的JVT （JointVideoTeam）于2003年3月正式发布，经过十余年的发展，H.264已被业内的厂商广泛的采纳和使用。
H.264采用帧内、帧间预测技术，高精度、多模式的位移估计，整数变换编码以及先进的量化处理和滤波处理，在同等保真条件下，大幅提高了编码效率。
但是，H.264也存在一定的局限性，例如，由于图像分辨率的大大增加，单个宏块所表示的图像内容信息大大减少，H.264所采用的4×4或8×8宏块经过整数变换后，低频系数相似程度也大大提高，出现大量冗余，导致H.264编码对高清视频的压缩效率明显降低，而目前720P，1080P高清图像已经成为音视频应用系统的主流，未来图像分辨率将达到4K（4096 x 2160）、8K（8192×4320），H.264已经无法满足用户对高清视频图像传输的需求。
新一代视频编码技术---H.265/HEVC高效视频编码技术的出现为解决这问题提供了手段。
H.265/HEVC在现有的主流视频编码标准H.264上保留了一些较为成熟的技术和继承其现有的优势，同时采用了基于四叉树结构的编码分割、预测编码技术等先进的编码技术，视频压缩效率将比H.264提高大约一半，可以轻松实现在低带宽下实现1080P图像的传输，同时支持4K、8K高清图像的传输。
业内厂商纷纷开展了H.265/HEVC编码产品的研发和应用，例如武汉兴图新科已率先实现H.265/HEVC编码器的规模化应用，推出支持HDSDI 、DVI、HDMI 等各种视频制式的H.265/HEVC高清编码器，该型号的编码器在同等图像质量下，图像数据量只有MPEG2的1/16，MPEG4的1/6，H.264的1/2，同时实现在高达25%丢包率的不稳定网络环境下稳定传输。
随着用户对高清和超高清视频的需求，基于H.265/HEVC标准的编码器将得到广泛的应用。