H.265關(guān)鍵技術(shù)解析和應(yīng)用

趙金平

摘 要：H.265是ITU-T VCEG 繼H.264之后所制定的新的視頻編碼標準。新標準在編碼質(zhì)量、碼流、延時處理以及算法復(fù)雜度等方面提出了改進方法，達到最優(yōu)化設(shè)置。本文結(jié)合安防實際應(yīng)用，介紹了新標準在提高壓縮效率、提高錯誤恢復(fù)能力、減少時延、減少信道獲取時間和隨機接入時延、降低復(fù)雜度等方面采取的相關(guān)技術(shù)方法。

關(guān)鍵詞：H.265；碼流宏塊編碼

1 綜述

社會公共安全產(chǎn)品博覽會北京展會剛剛結(jié)束，本次展會上，除了較常見的AHD、CVI、TVI、SDI、960H這些監(jiān)控技術(shù)外，4K高清、H.265等相關(guān)應(yīng)用的粉墨登場，給安防行業(yè)帶來了一股新風。H.265標準自2013年被確認，到現(xiàn)在各大企業(yè)發(fā)布H.265產(chǎn)品，發(fā)展勢頭日益強勁，究其原因，與現(xiàn)有視頻壓縮標準H.264無法滿足呈現(xiàn)“高清化”發(fā)展的需求關(guān)系很大，無論現(xiàn)有標準如何閃轉(zhuǎn)騰挪、采用何種優(yōu)化算法，面對高清視頻碼流幾何倍數(shù)增加的現(xiàn)實需求，都顯得窮途陌路了，視頻編碼需要更高效的標準來適應(yīng)這種視頻發(fā)展的變化。

H.265標準即高效視頻編碼（High Efficiency Video Coding）標準，其編碼架構(gòu)與H.264的架構(gòu)相似，主要包含：幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、轉(zhuǎn)換、量化、去區(qū)塊濾波器、熵編碼等模塊。

2 安防監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域?qū)幋a標準的要求

隨著高清化在安防監(jiān)控中的逐漸普及，720P、1080P等高清晰度視頻應(yīng)用隨處可見，甚至很多安防監(jiān)控廠商已經(jīng)提出了4K、8K高清視頻的解決方案，高清晰度視頻內(nèi)容必然帶來傳輸帶寬的高要求。同時，高清晰度視頻其編碼后的視頻數(shù)據(jù)龐大，對存儲的要求大大增加，因此編碼過程中壓縮比的大幅提高成為新標準的基本需求。

相對于標清，高清視頻的像素高，信息量大，圖像細節(jié)描述更詳盡，因此，解碼時，盡可能迅速地還原出高清圖像的高畫質(zhì)成為解碼的關(guān)鍵因素。舉個例子，D1標清視頻的解碼對于H.264標準而言，其實現(xiàn)所需要的硬件資源相對較少，8路D1碼流同時解碼顯示，對普通服務(wù)器來說運算量不大，但如果是1080P高清視頻碼流，普通服務(wù)器只能勉強解碼顯示1路。在大型視頻監(jiān)控平臺上，如果高清視頻有多路需要同時解碼顯示，服務(wù)器的計算速度、運算量會非常大，因此，下一代視頻編解碼標準在解碼能力上亟待優(yōu)化。

隨著3G/4G無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，視頻流媒體業(yè)務(wù)在全球范圍內(nèi)得到普及、發(fā)展，安防監(jiān)控對流媒體業(yè)務(wù)的需求同樣迅速增加。在各種業(yè)務(wù)類型中，P2P或分布式應(yīng)用較廣泛，監(jiān)控視頻由于其直觀性的特點，被各用戶終端所鐘愛，在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，有不同的需求種類，如局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)帶寬較好，用戶對視頻質(zhì)量要求高；而通過手機終端來監(jiān)控時，由于帶寬的限制，視頻流暢性被放在首位；因此，下一代編碼技術(shù)在安防領(lǐng)域的應(yīng)用，需要有更好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性和差錯健壯性。

3 H.265編碼標準的關(guān)鍵技術(shù)

新一代視頻編碼標準HEVC（H.265）仍然屬于預(yù)測加變換的混合編碼框架，但與上一代H.264標準相比，新標準有了革命性的改進，主要體現(xiàn)如下：

（1）編碼結(jié)構(gòu)：H.265中，宏塊的大小有4x4、8x8、16x16、32x32、64×64等多種，針對圖像的細節(jié)特點，可以采取不同宏塊大小的劃分方式，因此，高分辨率的視頻內(nèi)容可壓縮空間就更大。同時，相互獨立的靈活的編碼結(jié)構(gòu)促進了編碼效率的提高，編碼結(jié)構(gòu)包括編碼單元（Coding Unit）、預(yù)測單元（Predict Unit）和變換單元（Transform Unit）。如圖1所示：

編碼單元相當于H.264/AVC中的宏塊，用于編碼的過程，預(yù)測單元是進行預(yù)測的基本單元，變換單元是進行變換和量化的基本單元。這三個單元分開處理，使得變換、預(yù)測和編碼等處理環(huán)節(jié)更加靈活，也有利于各個環(huán)節(jié)劃分更加符合視頻圖像的紋理特征，促進各單元實現(xiàn)各自功能更靈活優(yōu)化。

（2）RQT（Residual Quad-tree Transform）：RQT是一種自適應(yīng)變換技術(shù)，是對H.264/AVC中ABT（Adaptive Block-size Transform）技術(shù)的延伸和擴展。該技術(shù)在幀間編碼過程中，可實現(xiàn)根據(jù)運動補償塊大小的不同，對變換塊的大小自適應(yīng)調(diào)整；在幀內(nèi)編碼過程中，可實現(xiàn)根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測殘差特性的不同，對變換塊的大小自適應(yīng)調(diào)整。大塊變換與小塊變換相比較，優(yōu)勢是能夠提供更好的能量集中效果，并且在量化后保留更多的圖像細節(jié)，劣勢是，量化后會產(chǎn)生更多的振鈴效應(yīng)。因此，比較將要處理的變換塊的特征，自適應(yīng)地選擇變換塊大小，如圖2所示， 在能量集中、細節(jié)保留程度以及圖像的振鈴效應(yīng)三個因素中選擇折中的效果。

（3）MVP：即運動矢量預(yù)測方式；H.265標準增加了偵內(nèi)預(yù)測方向，將預(yù)測塊的集合由空間域擴展到時間域和空間域兩個方向，依據(jù)域失真準則進行計算，選擇最佳的預(yù)測塊。使用該方法，可得到平均6.1%的壓縮增益，復(fù)雜圖像的壓縮增益甚至能提高到20%。

（4）采樣點自適應(yīng)偏移（Sample Adaptive Offset）：SAO采取的方法是對重建圖像進行分類，在分類后的圖像像素值中加減偏移量，保證了圖像的差異性，減少了失真，提高壓縮率，減少碼流。

采用SAO后，平均可減少2%～6%的碼流，而編解碼器性能消耗僅增加了約2%。

（5）并行化設(shè)計：芯片架構(gòu)基本以多核并行為主，H.265引入了Tile、Entropyslice、WPP（WavefrontParallelProcessing）等并行運算思路，使用并行度更高的編碼算法，更有利于H.265在多核CPU中高效快速運行。

此外，H.265中還采用了多描述編碼、1/8像素插值編碼、自適應(yīng)環(huán)路濾波等技術(shù)，保證了H.265標準在壓縮效率、并行處理能力和網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性方面得到極大提升。

4 H.265標準在安防行業(yè)的應(yīng)用

H.265標準繼承了H.264標準的一些成功應(yīng)用技術(shù)，并兼容H.264，從 H.264標準在視頻應(yīng)用領(lǐng)域整合了廣電、電信、互聯(lián)網(wǎng)、安防等行業(yè)來看， H.265標準未來發(fā)展前景一片大好。安防領(lǐng)域高清化是一種趨勢，4k高清、超高清等必將成為標準配置，當然，H.265的優(yōu)勢遠不止4K高清監(jiān)控這么簡單，舉個例子，在平安城市中炙手可熱的1080p全高清布控，H.264標準下1080p需要4M以上的碼率來保證圖像質(zhì)量，若采用H.265視頻壓縮標準，則1080p僅需1～2M左右碼流。

面對安防監(jiān)控大蛋糕，國內(nèi)安防廠商積極參與和推動了H.265視頻標準和應(yīng)用的發(fā)展，芯片廠商已經(jīng)推出了H.265編碼算法的SOC，各種應(yīng)用方案也層出不窮；H.265的產(chǎn)品應(yīng)用方面，目前國內(nèi)安防廠家基本都具備了產(chǎn)品化的研發(fā)實力，包括以?？低暤绕髽I(yè)為代表的廠家都相繼推出了支持H.265的產(chǎn)品，可以想象，在可預(yù)見的未來，H.265標準必將引領(lǐng)安防技術(shù)的主流。

參考文獻：

[1]High Efficiency Video Coding

http：//en.wikipedia.org/wiki/High_Efficiency_Video_Coding.

[2]Comparison of the Coding Efficiency of Video Coding Standards — Including High Efficiency Video Coding （HEVC）， Jens-Rainer Ohm， Gary J. Sullivan， etc. IEEE Trans. VOL.22， NO.12， December 2012.

[3]蔡曉霞，崔巖松，鄧中亮，常志峰.下一代視頻編碼標準H.265關(guān)鍵技術(shù)[J].北京郵電大學電子工程學院，2012.

摘 要：H.265是ITU-T VCEG 繼H.264之后所制定的新的視頻編碼標準。新標準在編碼質(zhì)量、碼流、延時處理以及算法復(fù)雜度等方面提出了改進方法，達到最優(yōu)化設(shè)置。本文結(jié)合安防實際應(yīng)用，介紹了新標準在提高壓縮效率、提高錯誤恢復(fù)能力、減少時延、減少信道獲取時間和隨機接入時延、降低復(fù)雜度等方面采取的相關(guān)技術(shù)方法。

關(guān)鍵詞：H.265；碼流宏塊編碼

1 綜述

社會公共安全產(chǎn)品博覽會北京展會剛剛結(jié)束，本次展會上，除了較常見的AHD、CVI、TVI、SDI、960H這些監(jiān)控技術(shù)外，4K高清、H.265等相關(guān)應(yīng)用的粉墨登場，給安防行業(yè)帶來了一股新風。H.265標準自2013年被確認，到現(xiàn)在各大企業(yè)發(fā)布H.265產(chǎn)品，發(fā)展勢頭日益強勁，究其原因，與現(xiàn)有視頻壓縮標準H.264無法滿足呈現(xiàn)“高清化”發(fā)展的需求關(guān)系很大，無論現(xiàn)有標準如何閃轉(zhuǎn)騰挪、采用何種優(yōu)化算法，面對高清視頻碼流幾何倍數(shù)增加的現(xiàn)實需求，都顯得窮途陌路了，視頻編碼需要更高效的標準來適應(yīng)這種視頻發(fā)展的變化。

H.265標準即高效視頻編碼（High Efficiency Video Coding）標準，其編碼架構(gòu)與H.264的架構(gòu)相似，主要包含：幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、轉(zhuǎn)換、量化、去區(qū)塊濾波器、熵編碼等模塊。

2 安防監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域?qū)幋a標準的要求

隨著高清化在安防監(jiān)控中的逐漸普及，720P、1080P等高清晰度視頻應(yīng)用隨處可見，甚至很多安防監(jiān)控廠商已經(jīng)提出了4K、8K高清視頻的解決方案，高清晰度視頻內(nèi)容必然帶來傳輸帶寬的高要求。同時，高清晰度視頻其編碼后的視頻數(shù)據(jù)龐大，對存儲的要求大大增加，因此編碼過程中壓縮比的大幅提高成為新標準的基本需求。

相對于標清，高清視頻的像素高，信息量大，圖像細節(jié)描述更詳盡，因此，解碼時，盡可能迅速地還原出高清圖像的高畫質(zhì)成為解碼的關(guān)鍵因素。舉個例子，D1標清視頻的解碼對于H.264標準而言，其實現(xiàn)所需要的硬件資源相對較少，8路D1碼流同時解碼顯示，對普通服務(wù)器來說運算量不大，但如果是1080P高清視頻碼流，普通服務(wù)器只能勉強解碼顯示1路。在大型視頻監(jiān)控平臺上，如果高清視頻有多路需要同時解碼顯示，服務(wù)器的計算速度、運算量會非常大，因此，下一代視頻編解碼標準在解碼能力上亟待優(yōu)化。

隨著3G/4G無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，視頻流媒體業(yè)務(wù)在全球范圍內(nèi)得到普及、發(fā)展，安防監(jiān)控對流媒體業(yè)務(wù)的需求同樣迅速增加。在各種業(yè)務(wù)類型中，P2P或分布式應(yīng)用較廣泛，監(jiān)控視頻由于其直觀性的特點，被各用戶終端所鐘愛，在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，有不同的需求種類，如局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)帶寬較好，用戶對視頻質(zhì)量要求高；而通過手機終端來監(jiān)控時，由于帶寬的限制，視頻流暢性被放在首位；因此，下一代編碼技術(shù)在安防領(lǐng)域的應(yīng)用，需要有更好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性和差錯健壯性。

3 H.265編碼標準的關(guān)鍵技術(shù)

新一代視頻編碼標準HEVC（H.265）仍然屬于預(yù)測加變換的混合編碼框架，但與上一代H.264標準相比，新標準有了革命性的改進，主要體現(xiàn)如下：

（1）編碼結(jié)構(gòu)：H.265中，宏塊的大小有4x4、8x8、16x16、32x32、64×64等多種，針對圖像的細節(jié)特點，可以采取不同宏塊大小的劃分方式，因此，高分辨率的視頻內(nèi)容可壓縮空間就更大。同時，相互獨立的靈活的編碼結(jié)構(gòu)促進了編碼效率的提高，編碼結(jié)構(gòu)包括編碼單元（Coding Unit）、預(yù)測單元（Predict Unit）和變換單元（Transform Unit）。如圖1所示：

編碼單元相當于H.264/AVC中的宏塊，用于編碼的過程，預(yù)測單元是進行預(yù)測的基本單元，變換單元是進行變換和量化的基本單元。這三個單元分開處理，使得變換、預(yù)測和編碼等處理環(huán)節(jié)更加靈活，也有利于各個環(huán)節(jié)劃分更加符合視頻圖像的紋理特征，促進各單元實現(xiàn)各自功能更靈活優(yōu)化。

（2）RQT（Residual Quad-tree Transform）：RQT是一種自適應(yīng)變換技術(shù)，是對H.264/AVC中ABT（Adaptive Block-size Transform）技術(shù)的延伸和擴展。該技術(shù)在幀間編碼過程中，可實現(xiàn)根據(jù)運動補償塊大小的不同，對變換塊的大小自適應(yīng)調(diào)整；在幀內(nèi)編碼過程中，可實現(xiàn)根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測殘差特性的不同，對變換塊的大小自適應(yīng)調(diào)整。大塊變換與小塊變換相比較，優(yōu)勢是能夠提供更好的能量集中效果，并且在量化后保留更多的圖像細節(jié)，劣勢是，量化后會產(chǎn)生更多的振鈴效應(yīng)。因此，比較將要處理的變換塊的特征，自適應(yīng)地選擇變換塊大小，如圖2所示， 在能量集中、細節(jié)保留程度以及圖像的振鈴效應(yīng)三個因素中選擇折中的效果。

（3）MVP：即運動矢量預(yù)測方式；H.265標準增加了偵內(nèi)預(yù)測方向，將預(yù)測塊的集合由空間域擴展到時間域和空間域兩個方向，依據(jù)域失真準則進行計算，選擇最佳的預(yù)測塊。使用該方法，可得到平均6.1%的壓縮增益，復(fù)雜圖像的壓縮增益甚至能提高到20%。

（4）采樣點自適應(yīng)偏移（Sample Adaptive Offset）：SAO采取的方法是對重建圖像進行分類，在分類后的圖像像素值中加減偏移量，保證了圖像的差異性，減少了失真，提高壓縮率，減少碼流。

采用SAO后，平均可減少2%～6%的碼流，而編解碼器性能消耗僅增加了約2%。

（5）并行化設(shè)計：芯片架構(gòu)基本以多核并行為主，H.265引入了Tile、Entropyslice、WPP（WavefrontParallelProcessing）等并行運算思路，使用并行度更高的編碼算法，更有利于H.265在多核CPU中高效快速運行。

此外，H.265中還采用了多描述編碼、1/8像素插值編碼、自適應(yīng)環(huán)路濾波等技術(shù)，保證了H.265標準在壓縮效率、并行處理能力和網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性方面得到極大提升。

4 H.265標準在安防行業(yè)的應(yīng)用

H.265標準繼承了H.264標準的一些成功應(yīng)用技術(shù)，并兼容H.264，從 H.264標準在視頻應(yīng)用領(lǐng)域整合了廣電、電信、互聯(lián)網(wǎng)、安防等行業(yè)來看， H.265標準未來發(fā)展前景一片大好。安防領(lǐng)域高清化是一種趨勢，4k高清、超高清等必將成為標準配置，當然，H.265的優(yōu)勢遠不止4K高清監(jiān)控這么簡單，舉個例子，在平安城市中炙手可熱的1080p全高清布控，H.264標準下1080p需要4M以上的碼率來保證圖像質(zhì)量，若采用H.265視頻壓縮標準，則1080p僅需1～2M左右碼流。

面對安防監(jiān)控大蛋糕，國內(nèi)安防廠商積極參與和推動了H.265視頻標準和應(yīng)用的發(fā)展，芯片廠商已經(jīng)推出了H.265編碼算法的SOC，各種應(yīng)用方案也層出不窮；H.265的產(chǎn)品應(yīng)用方面，目前國內(nèi)安防廠家基本都具備了產(chǎn)品化的研發(fā)實力，包括以?？低暤绕髽I(yè)為代表的廠家都相繼推出了支持H.265的產(chǎn)品，可以想象，在可預(yù)見的未來，H.265標準必將引領(lǐng)安防技術(shù)的主流。

參考文獻：

[1]High Efficiency Video Coding

http：//en.wikipedia.org/wiki/High_Efficiency_Video_Coding.

[2]Comparison of the Coding Efficiency of Video Coding Standards — Including High Efficiency Video Coding （HEVC）， Jens-Rainer Ohm， Gary J. Sullivan， etc. IEEE Trans. VOL.22， NO.12， December 2012.

[3]蔡曉霞，崔巖松，鄧中亮，常志峰.下一代視頻編碼標準H.265關(guān)鍵技術(shù)[J].北京郵電大學電子工程學院，2012.

摘 要：H.265是ITU-T VCEG 繼H.264之后所制定的新的視頻編碼標準。新標準在編碼質(zhì)量、碼流、延時處理以及算法復(fù)雜度等方面提出了改進方法，達到最優(yōu)化設(shè)置。本文結(jié)合安防實際應(yīng)用，介紹了新標準在提高壓縮效率、提高錯誤恢復(fù)能力、減少時延、減少信道獲取時間和隨機接入時延、降低復(fù)雜度等方面采取的相關(guān)技術(shù)方法。

關(guān)鍵詞：H.265；碼流宏塊編碼

1 綜述

社會公共安全產(chǎn)品博覽會北京展會剛剛結(jié)束，本次展會上，除了較常見的AHD、CVI、TVI、SDI、960H這些監(jiān)控技術(shù)外，4K高清、H.265等相關(guān)應(yīng)用的粉墨登場，給安防行業(yè)帶來了一股新風。H.265標準自2013年被確認，到現(xiàn)在各大企業(yè)發(fā)布H.265產(chǎn)品，發(fā)展勢頭日益強勁，究其原因，與現(xiàn)有視頻壓縮標準H.264無法滿足呈現(xiàn)“高清化”發(fā)展的需求關(guān)系很大，無論現(xiàn)有標準如何閃轉(zhuǎn)騰挪、采用何種優(yōu)化算法，面對高清視頻碼流幾何倍數(shù)增加的現(xiàn)實需求，都顯得窮途陌路了，視頻編碼需要更高效的標準來適應(yīng)這種視頻發(fā)展的變化。

H.265標準即高效視頻編碼（High Efficiency Video Coding）標準，其編碼架構(gòu)與H.264的架構(gòu)相似，主要包含：幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、轉(zhuǎn)換、量化、去區(qū)塊濾波器、熵編碼等模塊。

2 安防監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域?qū)幋a標準的要求

隨著高清化在安防監(jiān)控中的逐漸普及，720P、1080P等高清晰度視頻應(yīng)用隨處可見，甚至很多安防監(jiān)控廠商已經(jīng)提出了4K、8K高清視頻的解決方案，高清晰度視頻內(nèi)容必然帶來傳輸帶寬的高要求。同時，高清晰度視頻其編碼后的視頻數(shù)據(jù)龐大，對存儲的要求大大增加，因此編碼過程中壓縮比的大幅提高成為新標準的基本需求。

相對于標清，高清視頻的像素高，信息量大，圖像細節(jié)描述更詳盡，因此，解碼時，盡可能迅速地還原出高清圖像的高畫質(zhì)成為解碼的關(guān)鍵因素。舉個例子，D1標清視頻的解碼對于H.264標準而言，其實現(xiàn)所需要的硬件資源相對較少，8路D1碼流同時解碼顯示，對普通服務(wù)器來說運算量不大，但如果是1080P高清視頻碼流，普通服務(wù)器只能勉強解碼顯示1路。在大型視頻監(jiān)控平臺上，如果高清視頻有多路需要同時解碼顯示，服務(wù)器的計算速度、運算量會非常大，因此，下一代視頻編解碼標準在解碼能力上亟待優(yōu)化。

隨著3G/4G無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，視頻流媒體業(yè)務(wù)在全球范圍內(nèi)得到普及、發(fā)展，安防監(jiān)控對流媒體業(yè)務(wù)的需求同樣迅速增加。在各種業(yè)務(wù)類型中，P2P或分布式應(yīng)用較廣泛，監(jiān)控視頻由于其直觀性的特點，被各用戶終端所鐘愛，在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，有不同的需求種類，如局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)帶寬較好，用戶對視頻質(zhì)量要求高；而通過手機終端來監(jiān)控時，由于帶寬的限制，視頻流暢性被放在首位；因此，下一代編碼技術(shù)在安防領(lǐng)域的應(yīng)用，需要有更好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性和差錯健壯性。

3 H.265編碼標準的關(guān)鍵技術(shù)

新一代視頻編碼標準HEVC（H.265）仍然屬于預(yù)測加變換的混合編碼框架，但與上一代H.264標準相比，新標準有了革命性的改進，主要體現(xiàn)如下：

（1）編碼結(jié)構(gòu)：H.265中，宏塊的大小有4x4、8x8、16x16、32x32、64×64等多種，針對圖像的細節(jié)特點，可以采取不同宏塊大小的劃分方式，因此，高分辨率的視頻內(nèi)容可壓縮空間就更大。同時，相互獨立的靈活的編碼結(jié)構(gòu)促進了編碼效率的提高，編碼結(jié)構(gòu)包括編碼單元（Coding Unit）、預(yù)測單元（Predict Unit）和變換單元（Transform Unit）。如圖1所示：

編碼單元相當于H.264/AVC中的宏塊，用于編碼的過程，預(yù)測單元是進行預(yù)測的基本單元，變換單元是進行變換和量化的基本單元。這三個單元分開處理，使得變換、預(yù)測和編碼等處理環(huán)節(jié)更加靈活，也有利于各個環(huán)節(jié)劃分更加符合視頻圖像的紋理特征，促進各單元實現(xiàn)各自功能更靈活優(yōu)化。

（2）RQT（Residual Quad-tree Transform）：RQT是一種自適應(yīng)變換技術(shù)，是對H.264/AVC中ABT（Adaptive Block-size Transform）技術(shù)的延伸和擴展。該技術(shù)在幀間編碼過程中，可實現(xiàn)根據(jù)運動補償塊大小的不同，對變換塊的大小自適應(yīng)調(diào)整；在幀內(nèi)編碼過程中，可實現(xiàn)根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測殘差特性的不同，對變換塊的大小自適應(yīng)調(diào)整。大塊變換與小塊變換相比較，優(yōu)勢是能夠提供更好的能量集中效果，并且在量化后保留更多的圖像細節(jié)，劣勢是，量化后會產(chǎn)生更多的振鈴效應(yīng)。因此，比較將要處理的變換塊的特征，自適應(yīng)地選擇變換塊大小，如圖2所示， 在能量集中、細節(jié)保留程度以及圖像的振鈴效應(yīng)三個因素中選擇折中的效果。

（3）MVP：即運動矢量預(yù)測方式；H.265標準增加了偵內(nèi)預(yù)測方向，將預(yù)測塊的集合由空間域擴展到時間域和空間域兩個方向，依據(jù)域失真準則進行計算，選擇最佳的預(yù)測塊。使用該方法，可得到平均6.1%的壓縮增益，復(fù)雜圖像的壓縮增益甚至能提高到20%。

（4）采樣點自適應(yīng)偏移（Sample Adaptive Offset）：SAO采取的方法是對重建圖像進行分類，在分類后的圖像像素值中加減偏移量，保證了圖像的差異性，減少了失真，提高壓縮率，減少碼流。

采用SAO后，平均可減少2%～6%的碼流，而編解碼器性能消耗僅增加了約2%。

（5）并行化設(shè)計：芯片架構(gòu)基本以多核并行為主，H.265引入了Tile、Entropyslice、WPP（WavefrontParallelProcessing）等并行運算思路，使用并行度更高的編碼算法，更有利于H.265在多核CPU中高效快速運行。

此外，H.265中還采用了多描述編碼、1/8像素插值編碼、自適應(yīng)環(huán)路濾波等技術(shù)，保證了H.265標準在壓縮效率、并行處理能力和網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性方面得到極大提升。

4 H.265標準在安防行業(yè)的應(yīng)用

H.265標準繼承了H.264標準的一些成功應(yīng)用技術(shù)，并兼容H.264，從 H.264標準在視頻應(yīng)用領(lǐng)域整合了廣電、電信、互聯(lián)網(wǎng)、安防等行業(yè)來看， H.265標準未來發(fā)展前景一片大好。安防領(lǐng)域高清化是一種趨勢，4k高清、超高清等必將成為標準配置，當然，H.265的優(yōu)勢遠不止4K高清監(jiān)控這么簡單，舉個例子，在平安城市中炙手可熱的1080p全高清布控，H.264標準下1080p需要4M以上的碼率來保證圖像質(zhì)量，若采用H.265視頻壓縮標準，則1080p僅需1～2M左右碼流。

面對安防監(jiān)控大蛋糕，國內(nèi)安防廠商積極參與和推動了H.265視頻標準和應(yīng)用的發(fā)展，芯片廠商已經(jīng)推出了H.265編碼算法的SOC，各種應(yīng)用方案也層出不窮；H.265的產(chǎn)品應(yīng)用方面，目前國內(nèi)安防廠家基本都具備了產(chǎn)品化的研發(fā)實力，包括以?？低暤绕髽I(yè)為代表的廠家都相繼推出了支持H.265的產(chǎn)品，可以想象，在可預(yù)見的未來，H.265標準必將引領(lǐng)安防技術(shù)的主流。

參考文獻：

[1]High Efficiency Video Coding

http：//en.wikipedia.org/wiki/High_Efficiency_Video_Coding.

[2]Comparison of the Coding Efficiency of Video Coding Standards — Including High Efficiency Video Coding （HEVC）， Jens-Rainer Ohm， Gary J. Sullivan， etc. IEEE Trans. VOL.22， NO.12， December 2012.

[3]蔡曉霞，崔巖松，鄧中亮，常志峰.下一代視頻編碼標準H.265關(guān)鍵技術(shù)[J].北京郵電大學電子工程學院，2012.