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H系列由MPEG和VCEG推出,VPX系列由Google推出,H.265具有更高的图像质量,并且AV1更可靠,并且完全免费用于流媒体。 H.265更大的预测模型实现了边缘可视化,而VP9实现了更严格的编码规则,这似乎使流媒体更加连贯和可靠。 其中,H.265的压缩效率比H.50高264%,VP9略逊于H.265,H.266的编码性能最高,AV1与VP30相比,将比特率降低了9%质量。
0.流结构:
H.264:
NAL层(网络抽象层):网络抽象层主要用于网络传输。 根据某种格式,将视频编码层输出的数据进行打包和封装,并提供诸如报头之类的信息,以在不同速度的网络上进行传输或存储。
VCL层(视频编码层):视频编码层,主要用于数据编码,NAL提供了围绕VCL的保护层。 在H.265 / HEVC中,根据是否加载了视频编码数据,将NAL单元分为VCLU(视频编码层NAL单元)和非VCLU。
1.标头信息
H265的图像序列组成:VPS + SPS + PPS + SEI +一个I帧+几个P帧。 VPS,SPS,PPS,SEI,一个I帧,一个P帧都可以被调用
这是一个NALU。
2.编解码器框架的差异
H.265仍使用混合编解码器,编解码器结构与H.264基本相同
H.265经典框架:
3.区块划分结构:
H.264是16x16(子块大小可以是8X16、16X8、8X8、4X8、8X4、4X4非常灵活)宏块,
VP9可以64×32或4×8的块进行采样,支持64×64的使用,并支持将帧分割为具有特定相似性的区域。 与H.265相比,VP9支持水平或垂直细分
H.265是一种递归结构,使用CU(CodingUnit),PU(PredictionUnit)和TU(TransformUnit),四叉树分割(预测块亮度64x64-8x8,色度32X32-4X4,变换块32x32-> 4x4)和H.265添加非对称分区模式; 特定的细分过程由两个变量标记:细分深度(Depth)和细分标志(Split_flag)。 H.265 / HEVC标准突破了有关预测块和变换块的先前标准。大小关系的限制。 由于PU和TU直接由CU划分,因此两者的大小之间没有确定的关系。 一个PU可以包含多个TU,并且一个TU可以跨越多个PU。
在此基础上,H.266除了四叉树划分之外,还增加了三叉树和二叉树划分。
思考:它可以分为不规则形状吗? 例如三角形,圆形,椭圆形,六边形等。
4.帧内预测:
H.4中的4×8和8×264块包含9种预测模式,而16×16块包含4种预测模式。
VP9具有10种帧内预测模式;
H.265具有33种角度内预测模式+ DC(上下平均)+平面; 与H.264 / AVC相比,H.265 / HEVC增加了使用左下角的边界像素作为当前块的参考;
H.266有65种帧内亮度角预测模式,实际上有65 + 10 + 10 = 85,是根据长宽比选择的。 增加ISP(块的进一步划分技术); PDPC技术,结合未过滤的参考像素和过滤后的参考像素,添加MIP模式; CCLM模式;
注意:平面模式适用于像素值变化缓慢的区域。 它在水平和垂直方向上使用两个线性滤波器,并将两者的平均值用作当前像素块的预测值。 DC模式适用于较大的平坦区域。 当前块预测值可以从左侧和上方的参考像素的平均值获得。 角度模式主要用于视频内容中不同方向的纹理。
5.帧间预测:
帧类型结构:H.265使用HIERACLE-B结构
mv精度:H.265是像素精度(色度),并使用更多相邻像素进行子像素精度插值。 预测模式:跳过,直接,合并(5个候选MV),AMVP(2个候选MV)。
像素精度提高了H.266;
VP9帧间预测使用XNUMX/XNUMX像素进行运动补偿。 存在不可显示的帧作为参考帧,并且不可显示的帧具有平均双向预测。
参考文献列表:
H.265使用两个参考列表,每个参考列表包含16个参考项目,但唯一图片的最大数量为8。
H.6的合并模式中有266个候选。 与H.265相比,TMVP和HMVP有所变化。
6.转换
H.264整数DCT 4X4 8X8; 哈达玛变换
VP9和HEVC都支持4x4-32x32的转换块大小。 DCT在帧内编码宏块中,垂直和水平转换路径之一或全部均为DST
HEVC 4X4 DST; Transform_skip模式:transform_skip_flag,此模式对文本桌面视频有很好的效果; RQT技术基于四叉树自适应变换技术; 没有Hadamard变换
HEVC内部比特深度增加:为了确保内部比特在中间预测,变换和量化过程中的准确性,以实现更好的压缩性能
HEVC仅采用4点DST7进行帧内预测残差变换,而DCT2仍用于其他大小和帧间预测残差。
H.266具有不可分割的二次变换。 将多个候选变换用于预测残差的MTS(多重变换选择)可以更好地适应预测残差的动态变化的统计特性,并显着进一步提高变换增益。 对于帧间转换技术,子块转换技术(Sub-block Transform,SBT)
7.熵编码:
H.264使用整数离散余弦变换(DCT),CABAC压缩(无损,CABAC还是高频数据的短代码,低频数据的长代码。它也会根据上下文相关性进行压缩),介于两个I之间帧是图片序列GOP。
VP9支持四种变换大小:32x32、16x16、8x8和4x4。 像大多数其他代码一样,这些转换是DCT的近似整数。 在帧内编码的宏块中,垂直和水平变换路径之一或两者均为DST(离散正弦变换)。
HEVC的熵编码使用两个算术代码:CABAC和CAVLC。 CAVLC主要用于对SEI,参数集,电影标头等进行编码,而所有其余数据和语法元素均使用CABAC进行编码。
H.265:锯齿形扫描:ACS技术,垂直扫描,水平扫描,对角线扫描。
8.过滤:
H.265添加SAO
在H.266中添加了ALF,亮度为7x7,色度为5x5
可以为VP9的每个块选择三个不同的子像素插值滤波器:
正常的第8个像素/平滑的第8个像素,可以是平滑或模糊预测/清晰的第8个像素,可以是锐利的预测
9.加速技术
H.265添加了并行工具集(例如Tile和WPP)以提高编码速度
平铺将图像分为矩形区域。 Tile块是基本的并行单元。 在某些切片中可以有多个切片,而在某些切片中可以有多个切片。
WPP:全名是波前并行处理,它是LCU行为的基本编码单位。
LCU块的一行是基本并行单元,LCU的每一行是一个子流
10。 其他
VP9优化了运动矢量,三个可切换子像素插值滤波器,参考运动矢量,熵编码,环路滤波,ADST,DCT等的第8个像素精度。
H.264级别:视频的描述,级别越高,视频的比特率,分辨率和fps越高。
H.266:色度联合编码JCCR
HEVC IBDI技术
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