数字视频技术-H标准
视频编码技术及H264标准精品PPT课件
熵编码原理 算术编码的唯一性和效率
• 长度为n的序列的算术编码的平均码长为：
lA P (x)l x
P (x ) lo g
P
1 (x
)
1
P
(
x
)
lo
g
P
1 (x
)
1
1
P (x ) lo g P (x ) 2 P (x )
H X n 2 n H X 2
n H X lA n n H X 2 H X lA H X n 2
Zeroleft: 当前非零系数之前所有零的个数，初始值为TotalZeros
HR.2un6_b4eforCe：A游V程 LC 下面两种情况不需要编码： 最后一个非零系数（反Z方向）前零的个数 没有剩余的零可以编码，∑ Run_before=total_zeros
本例题中：0 3 0 1 -1 -1 0 1 0 0 0 。。。。。
HEVC视频编码标准之熵编码
——基于上下文的自适应二进制算术编码CABAC （Context-based Adapting Binary Arithmetic Coding）
郑明魁
数字电视智能化技术国家地方联合工程研究中心
熵编码基础
目前的视频编码标准主要通过去除空间冗余、时间冗余与编码冗余 来实现压缩。编码器将多种算法有效的结合起来达到较高的压缩性能 ，主要相关技术包括预测编码、变换编码、量化和熵编码技术。
熵编码原理
1.算术编码 Arithmetic Coding（二进制）
在编码过程中，输入数据流中 的信源符号被分为大概率符号 (MPS)和小概率符号(LPS)。
LPS的概率记为Q， MPS的概率记为P=1-Q
熵编码原理 算术编码的唯一性和效率
新一代的视频编码标准H.264
新一代的视频编码标准H.264文 / 摘要：H.264是国际电联最新通过的新一代甚低码率视频编码标准。
本文旨在阐述H.264视频编码标准的关键技术，并介绍了其在视频会议中的应用。
关键词：H.264 视频编码多帧预测视频会议一、引言ITU-T和ISO/IEC JTC1是目前国际上制定视频编码标准的正式组织，ITU-T的标准称之为建议，并命名为H.26x 系列，比如H.261、H.263等。
ISO/IEC的标准称为MPEG-x，比如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。
H.26x系列标准主要用于实时视频通信，比如视频会议、可视电话等；MPEG系列标准主要用于视频存储(DVD) 、视频广播和视频流媒体（如基于Internet、 DSL的视频，无线视频等等）。
除了联合开发H.262/MPEG-2标准外，大多数情况下，这两个组织独立制定相关标准。
自1997年，ITU-T VCEG与ISO/IEC MPEG再次合作，成立了Joint Video Team (JVT)，致力于开发新一代的视频编码标准H.264。
1998年1月，开始草案征集；1999年9月，完成了第一个草案；2001年5月，制定了其测试模式TML-8；2002年6月，JVT第5次会议通过了H.264的FCD板；2002年12月，ITU-T 在日本的会议上正式通过了H.264标准，并于2003年5月正式公布了该标准。
国际电信联盟将该系统命名为H.264/AVC，国际标准化组织和国际电工委员会将其称为14496-10/MPEG-4 AVC。
二、H.264标准概述H.264和以前的标准一样，也是DPCM加变换编码的混合编码模式。
但它采用“回归基本”的简洁设计，不用众多的选项，获得比H.263++好得多的压缩性能；加强了对各种信道的适应能力，采用“网络友好”的结构和语法，有利于对误码和丢包的处理；应用目标范围较宽，以满足不同速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求。
H265视频编码标准详解
数字视频编解码技术标准及其发展趋势解读下一代视频压缩标准HEVC(H.265) 在数字视频应用产业链的快速发展中，面对视频应用不断向高清晰度、高帧率、高压缩率方向发展的趋势，当前主流的视频压缩标准协议H.264(AVC)的局限性不断凸显。
同时，面向更高清晰度、更高帧率、更高压缩率视频应用的HEVC(H.265)协议标准应运而生。
本文重点分析了下一代视频压缩协议标准HEVC(H.265)的技术亮点，并对其在未来应用中将给整个产业带来的深刻变化予以展望。
H.264(AVC)从2003年5月草稿发布以来，凭借其相对于以往的视频压缩标准在压缩效率以及网络适应性方面的明显优势，逐步成为视频应用领域的主流标准。
根据MeFeedia 的数据，由于iPad 以及其它新兴设备大多支持H.264 硬件加速，至2011年底，80%的视频使用H.264编码，并且随着支持H.264解码的设备不断增多，这一占有率还将进一步增长。
但是，随着数字视频应用产业链的快速发展，视频应用向以下几个方向发展的趋势愈加明显：l 高清晰度(Higher Definition)：数字视频的应用格式从720 P向1080 P全面升级，在一些视频应用领域甚至出现了4K x 2K、8K x 4K的数字视频格式;l 高帧率(Higher frame rate )：数字视频帧率从30 fps向60fps、120fps甚至240fps的应用场景升级;l 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。
数字视频压缩技术H264详解
数字视频压缩技术H264详解一个基于分组方式的接口，打包和相应的信令属于NAL的一部分。
这样，高编码效率和网络友好性的任务分别由VCL和NAL来完成。
VCL层包括基于块的运动补偿混合编码和一些新特性。
与前面的视频编码标准一样，H.264没有把前处理和后处理等功能包括在草案中，这样可以增加标准的灵活性。
NAL负责使用下层网络的分段格式来封装数据，包括组帧、逻辑信道的信令、定时信息的利用或序列结束信号等。
例如，NAL支持视频在电路交换信道上的传输格式，支持视频在Internet上利用RTP/UDP/IP传输的格式。
NAL包括自己的头部信息、段结构信息和实际载荷信息，即上层的VCL数据。
（如果采用数据分割技术，数据可能由几个部分组成）。
（2）高精度、多模式运动估计H.264支持1/4或1/8像素精度的运动矢量。
在1/4像素精度时可使用6抽头滤波器来减少高频噪声，对于1/8像素精度的运动矢量，可使用更为复杂的8抽头的滤波器。
在进行运动估计时，编码器还可选择“增强”内插滤波器来提高预测的效果。
在H.264的运动预测中，一个宏块（MB）可以按图2被分为不同的子块，形成7种不同模式的块尺寸。
这种多模式的灵活和细致的划分，更切合图像中实际运动物体的形状，大大提高了运动估计的精确程度。
在这种方式下，在每个宏块中可以包含有1、2、4、8或16个运动矢量。
在H.264中，允许编码器使用多于一帧的先前帧用于运动估计，这就是所谓的多帧参考技术。
例如2帧或3帧刚刚编码好的参考帧，编码器将选择对每个目标宏块能给出更好的预测帧，并为每一宏块指示是哪一帧被用于预测。
（3）4某4块的整数变换H.264与先前的标准相似，对残差采用基于块的变换编码，但变换是整数操作而不是实数运算，其过程和DCT基本相似。
这种方法的优点在于：在编码器中和解码器中允许精度相同的变换和反变换，便于使用简单的定点运算方式。
也就是说，这里没有“反变换误差”。
变换的单位是4某4块，而不是以往常用的8某8块。
视频编码标准H.264及其快速实现算法q
及其通信业务成为可能。
摘要
Ｈ２４ Ｖ Ｃ是由ＩＵＴ的Ｖ Ｅ （ ． ／ ６Ａ Ｔ－ Ｃ Ｇ 视频编码专家组）和 ＩＯ的ＭＰ Ｇ （ Ｓ Ｅ 运动 图像专家组）共同制定的新的视频编码标准。Ｈ２４使用很多先进的视频编码方 ． ６ 法，与现有标准相比，它可以获得更高的压缩性能，同时由于其结构上合理的设 计， 使得 Ｈ２４ ． 具有良 ６ 好的网络适配性， 因此 Ｈ２４ ． 在无线和 Ｉ 信道上能够得到 ６ Ｐ 更广泛的应用。 然而在实际应用中，特别是当Ｈ２４ ． 应用在一些实时多媒体业务 〔 Ｏ ＞ ６ 如Ｖ Ｄ 流媒体）时，由于 Ｈ２４压缩性能高，导致算法运算复杂度较高，这样对其应用 ． ６ 产生很大影响。为了使 Ｈ２４能够更好地应用于实时多媒体通信，就必须使用多 ． ６ 种降低视频编码运算复杂度的快速算法。 本文在详细研究了 Ｈ２４ ． 视频编码特点的基础上，分析了 Ｈ２４ ６ ． 帧内编码及 ６ 变换、量化技术的原理及特点， 提出了多种降低视频编码复杂度的算法，这些技 术包括一种新颖实用的帧内预测快速算法， 整数变换和量化过程中零块的预先判 决算法，以及使用 Ｓ Ｉ （ ＭＤ 单指令多数据流）技术来提高 Ｈ２４帧内编码的速度 ． ６
ｐ ｄ ｔｎ ｉ ． ｒ ｉｉ ｃｄ ｇ ｅ ｃｏ ｏ ｎ
Ｅ ｐｒ ｅ ａ ｅ ｌ ｓ ｔ ｔ ｐｅ ｆ ｉ ｉｏｖ ｕｌ ｍ ｒ ｅ ｗ ｎ ｔ ｒ ｕｓ ｗ ｔ ｓｅ ｏ ｃｄ ｇ ｂｉ ｓ ｉｐ ｖｄ ｅ ｘｅｍ ｎ ｌ ｔ ｈ ｈ ｈ ｉ ｓ ｏ ａ ｅ ｄ ｏ ｎ ｓ ｏ ｙ ｏ ｈ
H.264和H.265技术知识大全2017-7-9
前言：目前很多摄像机采用了H.265的编码标准，H.264编码的摄像机逐渐减少，为什么H.265会流行？H.264和H.265有何不同？正文：一、什么是H.265H.265是ITU-TVCEG继H.264之后所制定的新的视频编码标准。
H.265标准围绕着现有的视频编码标准H.264，保留原来的某些技术，同时对一些相关的技术加以改进。
新技术使用先进的技术用以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，达到最优化设置。
具体的研究内容包括：提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度等。
H264由于算法优化，可以低于1Mbps的速度实现标清数字图像传送；H265则可以实现利用1~2Mbps的传输速度传送720P（分辨率1280*720）普通高清音视频传送。
H.265旨在在有限带宽下传输更高质量的网络视频，仅需原先的一半带宽即可播放相同质量的视频。
这也意味着，我们的智能手机、平板机等移动设备将能够直接在线播放1080p的全高清视频。
H.265标准也同时支持4K(4096×2160)和8K(8192×4320)超高清视频。
可以说，H.265标准让网络视频跟上了显示屏“高分辨率化”的脚步。
二、什么是H.264H.264，同时也是MPEG-4第十部分，是由ITU-T视频编码专家组（VCEG）和ISO/IEC动态图像专家组（MPEG）联合组成的联合视频组（JVT，Joint Video Team）提出的高度压缩数字视频编解码器标准。
这个标准通常被称之为H.264/AVC（或者AVC/H.264或者H.264/MPEG-4AVC或MPEG-4/H.264 AVC）而明确的说明它两方面的开发者。
H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。
举个例子，原始文件的大小如果为88GB，采用MPEG-2压缩标准压缩后变成3.5GB，压缩比为25∶1，而采用H.264压缩标准压缩后变为879MB，从88GB到879MB，H.264的压缩比达到惊人的102∶1。
高清视频编码标准的比较与分析研究
高清视频编码标准的比较与分析研究摘要：随着高清视频的普及，各种视频编码标准也应运而生。
本文通过对几个主要的高清视频编码标准进行比较与分析，探讨它们的优缺点和适用场景，以期为用户在选择合适的视频编码标准时提供参考。
引言：高清视频作为一种高质量的数字媒体产品，具有更清晰、更丰富的画面和更流畅的动态效果，对视频编码标准提出了更高的要求。
本文将比较分析几个主要的高清视频编码标准，包括H.264、H.265和VP9。
一、H.264标准H.264是一种广泛应用的视频编码标准，被广泛用于数字电视、视频存储和互联网传输等领域。
它采用了先进的编码算法，能够实现高质量的视频压缩，并在保证视频质量的同时降低带宽的占用。
然而，H.264标准的缺点是编码复杂度较高，对硬件性能要求较高，同时在处理高分辨率和高帧率视频时可能出现性能瓶颈。
二、H.265标准H.265是H.264的后继者，也被称为HEVC（High Efficiency Video Coding）。
H.265标准相对于H.264标准来说，在视频质量和压缩效率方面有了显著的提升。
它在相同视频质量下能够实现更低的比特率，减少了网络带宽的占用。
此外，H.265标准还支持更高的分辨率和帧率，对于处理4K 和8K视频来说更加出色。
三、VP9标准VP9是由Google开发的免费开源视频编码标准，主要用于互联网视频的传输和存储。
与H.264和H.265相比，VP9标准具有更高的压缩效率和更低的比特率。
它的特点是编码质量高，能有效地处理高分辨率视频。
然而，由于VP9标准主要用于互联网视频，对硬件性能的要求较高，对于低功耗设备来说可能存在一定的挑战。
四、比较与分析1. 视频质量：从视频质量的角度来看，H.264、H.265和VP9标准都能够提供高质量的视频压缩，其中H.265标准相对于H.264标准来说有了明显的提升，而VP9标准在相同比特率下能够获得更好的视频质量。
2. 压缩效率：在压缩效率方面，H.265标准相对于H.264标准来说，能够实现更低的比特率，提高了网络传输的效率。
H.265标准的三大技术特性
H.265标准的三大技术特性一．H.265标准的高压缩特性H.265 又称为HEVC(High Efficient Video Coding，HEVC)，是国际标准化组织和国际电联组织正在联合制定的新一代视频压缩标准，主要面向高清数字电视以及视频编解码系统的应用，提供从SQICF(128X96)至4K超高清(7680×4320)不同级别的视频应用。
H.265的目标是编码效率比H.264提高50%，即在同等图像质量条件下，目标码率下降到H.264的50%。
H.265/HEVC的编码架构大致上和H.264/AVC的架构相似，也包含帧内预测、帧间预测、转换、量化、去区块滤波器、熵编码等模块。
为了提高高清视频的压缩编码效率，H.265提出了超大尺寸四叉树编码架构，并采用编码单元(Coding Unit，CU)、预测单元(Predic tUnit，PU)和转换单元(Transform Unit，TU)三个基本单元执行整个编码过程。
在此混合编码框架下，H.265进行了大量的技术创新，例如：基于大尺寸四叉树块的分割结构和残差编码结构、多角度帧内预测技术、运动估计融合技术、高精度运动补偿技术、自适应环路滤波技术以及基于语义的熵编码技术。
CU类似于H.264/AVC中的宏块。
H.264中每个宏块大小都是固定的16×16像素，而H.265的CU可以选择从最小8×8到最大64×64像素。
以图4为例，图中细节不多的区域(如车体的红色部分和地面的灰色部分)划分的CU大而少，编码后的数据较少;而细节多的地方划分的CU较小而多，编码后的数据较多，这样就对图像进行了有重点的编码，提高了编码效率。
PU是进行预测的基本单元。
H.265使用PU来实现对每一个CU单元的预测过程。
PU尺寸受限于其所属的CU，可以是例如64×64像素的方块，也可以是例如64×32像素的矩形。
第5章 数字视频技术
第5章数字视频技术目录一、数字视频基础 (1)1．帧和帧速率 (1)2、扫描方式和场 (2)3、视频时间码 (3)4、像素与分辨率 (3)5、帧宽高比与像素宽高比 (5)6、标清和高清 (6)7、电视信号 (6)⑴、电影的放映原理： (6)⑵、电视工作原理 (7)⑶、电视制式 (7)二、视频编码： (9)三、常见的视频格式： (10)四、影视节目制作的基本流程 (11)1、前期准备： (11)2、现场录制： (12)3、后期制作： (12)数字视频技术是当前主流的视觉媒体形式。
视频信息处理是多媒体制作中的一个重要内容，比如新闻的片头、教学录像、影视作品中的一些特写镜头以及令人眼花缭乱的广告片都是采用数字信息处理技术做的，是基于现实基础加工的产品。
数字视频是对模拟视频信号进行数字化后的产物，它是基于数字技术记录视频信息的。
模拟视频可以通过视频采集卡将模拟视频信号进行A/D(模／数)转换，这个转换过程就是视频捕捉(或采集过程)，将转换后的信号采用数字压缩技术存入计算机磁盘中就成为数字视频。
一、数字视频基础首先来了解数字视频技术中的一些基础知识。
1．帧和帧速率视频是由一系列静态影像组成的，每一个单幅影像画面称为一帧。
因为人类眼睛具有视觉暂留现象，所以一张张连续的图片会产生动态画面效果。
帧速率也是描述视频信号的一个重要概念，是指每秒刷新图片的帧数，也可以理解为图形处理器每秒的刷新次数，单位是帧/秒（fps）。
对于PAL制式电视系统，帧速率为25帧/秒（FPS），对于NTSC制式电视系统，帧速率为29.97帧/秒（FPS）。
帧速率越高，每秒用来播放图像序列的帧数就越多，产生的动画效果也就越流畅。
不过，帧速率越高，产生的数据量就越大，需要占用的带宽就会越多，所以电视系统都采用隔行扫描方法来显示图像。
2、扫描方式和场现今观看视频画面的渠道越来越多，如电视机、电脑显示器、手机屏幕等，大家在观看它们呈现的画面同时，是否想过每一幅（帧）画面是如何显示出来的呢？电视机，显示器都是以电子枪扫描的方式来显示图像。
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格式视频内容，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内容的信息大大减少，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。
H.264标准简介
.H.264标准简介摘要：众所周知，人类社会的三大支柱是：物质、信息和能量，而信息化的支柱就是信息。
作为传递信息的数字视频技术在通信和广播领域获得日益广泛的应用，特别是20世纪90年代以来，随着internet和移动通信的发展，视频信息和多媒体信息在通信领域的处理和传输技术成为了当前我国信息化的热点。
正文：随着HDTV的兴起，H.264这个规范频频出现在我们眼前，HD-DVD和蓝光DVD均计划采用这一标准进行节目制作。
而且自2005年下半年以来，无论是NVIDIA还是ATI都把支持H.264硬件解码加速作为自己最值得夸耀的视频技术。
H.264标准是在1997年由ITU的视频编码专家组（Video Coding Experts Group）提出时被称为H.26L，在ITU与ISO合作研究后被称为MPEG4 Part10（MPEG4 AVC）或H.264（JVT）。
一、H.264标准介绍H.264标准是一种高性能的视频编解码技术。
目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个，一个是“国际电联（ITU-T）”，它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等，另一个是“国际标准化组织（ISO）”它制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。
而H.264则是由两个组织联合组建的联合视频组（JVT）共同制定的新数字视频编码标准，所以它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4高级视频编码（Advanced Video Coding，A VC），而且它将成为MPEG-4标准的第10部分。
因此，不论是MPEG-4 A VC、MPEG-4 Part 10，还是ISO/IEC 14496-10，都是指H.264。
H.264和以前的标准一样，也是DPCM加变换编码的混合编码模式。
但它采用“回归基本”的简洁设计，不用众多的选项，获得比H.263++好得多的压缩性能；加强了对各种信道的适应能力，采用“网络友好”的结构和语法，有利于对误码和丢包的处理；应用目标范围较宽，以满足不同速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求。
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。
H265视频编码标准详解
数字视频编解码技术标准及其发展趋势解读下一代视频压缩标准HEVC(H.265) 在数字视频应用产业链的快速发展中，面对视频应用不断向高清晰度、高帧率、高压缩率方向发展的趋势，当前主流的视频压缩标准协议H.264(AVC)的局限性不断凸显。
同时，面向更高清晰度、更高帧率、更高压缩率视频应用的HEVC(H.265)协议标准应运而生。
本文重点分析了下一代视频压缩协议标准HEVC(H.265)的技术亮点，并对其在未来应用中将给整个产业带来的深刻变化予以展望。
H.264(AVC)从2003年5月草稿发布以来，凭借其相对于以往的视频压缩标准在压缩效率以及网络适应性方面的明显优势，逐步成为视频应用领域的主流标准。
根据MeFeedia 的数据，由于iPad 以及其它新兴设备大多支持H.264 硬件加速，至2011年底，80%的视频使用H.264编码，并且随着支持H.264解码的设备不断增多，这一占有率还将进一步增长。
但是，随着数字视频应用产业链的快速发展，视频应用向以下几个方向发展的趋势愈加明显：l 高清晰度(Higher Definition)：数字视频的应用格式从720 P向1080 P全面升级，在一些视频应用领域甚至出现了4K x 2K、8K x 4K的数字视频格式;l 高帧率(Higher frame rate )：数字视频帧率从30 fps向60fps、120fps甚至240fps的应用场景升级;l 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。
h265编码参数
H.265编码参数技术报告一、引言H.265，也被称为高效视频编码（High Efficiency Video Coding，HEVC），是一种用于数字视频压缩的标准。
相比于其前身H.264，H.265旨在提供更高的编码效率，从而实现更高质量的视频传输和存储。
为了实现这一目标，H.265引入了一系列新的编码参数和技术。
本报告将对这些参数和技术进行详细介绍。
二、H.265编码参数1.编码层级：H.265支持多种编码层级，包括视频序列层、图像层、片层、宏块层和块层。
这些层级提供了更大的灵活性和更好的压缩效率。
2.帧内预测：H.265采用了更加先进的帧内预测技术，利用相邻像素之间的相关性来减少图像信息的冗余。
3.帧间预测：H.265的帧间预测通过分析不同帧之间的运动信息，进一步减少了视频数据的冗余。
4.变换编码：H.265采用了一种新的变换编码算法，可以在保持图像质量的同时，更有效地压缩视频数据。
5.量化和环路滤波：H.265的量化过程更加精细，可以根据图像内容自适应调整量化参数。
环路滤波则用于减少压缩过程中的图像失真。
三、H.265技术报告1.编码结构：H.265采用了四叉树结构，将图像划分为多个大小和形状可变的编码块，使得编码更加灵活和高效。
2.预测算法：H.265采用了多种预测算法，包括空间预测、运动补偿和方向预测，以提高预测精度和降低编码复杂度。
3.变换算法：H.265采用了整数变换算法，可以更有效地处理图像数据，并降低计算复杂度。
4.量化算法：H.265采用了自适应量化算法，可以根据图像内容自适应调整量化参数，以获得更好的压缩效果和图像质量。
5.环路滤波：H.265的环路滤波算法可以有效地减少压缩过程中的图像失真，提高图像质量。
四、结论通过对H.265编码参数和技术报告的详细分析，我们可以看到H.265在数字视频压缩领域的重要性和优势。
H.265通过引入新的编码参数和技术，提高了视频压缩效率，降低了传输和存储成本，为高清视频的广泛应用提供了有力支持。
视频编码技术及H264标准
Zeroleft: 当前非零系数之前所有零的个数，初始值为TotalZeros
自适应算术编码在扫描符号序列前并不知道各符号的统计概率，这时假定每 个概率相等，并平均分配区间[0,1],然后在扫描符号序列的过程中不断调整各个符 号的概率。
1.调整概率后，再进行进行区间分配，随着编(译)码过程的进行。 2.概率分配将逐渐趋于信源的实际概率分布。这种方法对于无法进行概率统计的信 源比较合适。
熵编码基础
目前的视频编码标准主要通过去除空间冗余、时间冗余与编码冗余 来实现压缩。编码器将多种算法有效的结合起来达到较高的压缩性能 ，主要相关技术包括预测编码、变换编码、量化和熵编码技术。
预测
变换
量化
熵编码
熵编码基础
熵编码是按照熵原理进行的一种无失真压缩编码方式，生成的 码流可以通过解码过程无失真的将原始数据解析出来。常见的熵编 码主要有：香农编码(Shannon Coding)、哈夫曼编码(Huffman Coding)和算术编码(Arithmetic Coding)等。
熵编码基础
哈夫曼编码(Huffman Coding)，霍夫曼编码是可变字长编码(VLC) 的一种。出现机率高的字母使用较短的编码，反之出现机率低的则
使用较长的编码。现在流行的很多压缩方法都使用了范式哈夫曼编 码技术，如 GZIB、ZLIB、PNG、JPEG、MPEG 等。在直流 DC 系数经过上面的 DPCM 编码，交流 AC 系数经过 RLE 编码后，得 到的数据，还可以再进一补压缩，即使用 Huffman 编码来处理。
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
用于安全技术的数字视频标准
用于安全技术的数字视频标准过去几年，为了归档和传输，人们越来越多地把来自监视摄象机的模拟视频信号数字化。
本文概述当前用于数字化和数据压缩的方法，并分析它们在CCTV系统中应用的优缺点。
数字视频信号相对模拟信号有许多优点：数字视频信号可以用计算机或信号处理器处理并通过数字网络传输。
最重要的是，采用现有（电话）线路的传输和不会磨损的硬盘记录正在推动数字视频信号的趋向。
但是，由于数字视频信号依照CCIR601、具有216Mbit/s的很高的数据转换率，实现处理和传输必须使用适合的数据压缩方法。
国际上已经为各种应用开发了压缩算法，并经各种组织测试和标准化。
这些不同的方法在某种程度上只是可供选择的办法，因为它们是为不同目的开发的，因此只适合于特定应用。
大体说来，这些标准化的视频压缩方法实际所用的方法也应该基于国际标准，特殊应用除外。
在这些压缩算法中，有些允许在标准内有一定程度的变化，因此可以最佳地适应安全技术的需求。
最常用的视频压缩方法使用临近像素的统计类似性。
通常使用DTC（离散Cosine 转换）把图像逐块转换为频率间隔。
使用了人视觉的心理视觉特性。
在视频编码中，也能够使用强大的连续帧的时间相关，亦即所表现的对像通常是静态的或多少以恒定方式运动。
如果用运动评估计算图像之间的差别，只需要从帧到帧地转换这些改变。
安全技术中使用的摄象机在正常分辨率时有512×576个活跃像素，在较高分辨率时通常有752×582个活跃像素。
按照CCIR601，用彩色信息YUV4：2：2将720×576个像素数字化。
这等效于使用大约6到7MHz模拟带宽的S-VHS质量。
由于对于许多应用来说VHS质量就足够，定义了标准图像格式CIF（普通中间格式）：亮度信号Y使用352×288个像素，色度信号U和V使用176×144个像素。
使用CIF分辨率大大减小了数据量，同时又提供足够的图像质量。
H 264
在无线IP络环境下，为了提高帧内图像的重同步性能，要采用率失真优化编码和设置限制帧内预测标记。
背景介绍
H.264是国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）共同提出的继MPEG4之后的新一代数字视频压缩格式。 H.264是ITU-T以H.26x系列为名称命名的视频编解码技术标准之一。H.264是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和 ISO/IEC的MPEG（活动图像编码专家组）的联合视频组（JVT：joint video team）开发的一个数字视频编码标 准。该标准最早来自于ITU-T的称之为H.26L的项目的开发。H.26L这个名称虽然不太常见，但是一直被使用着。 H.264是ITU-T以H.26x系列为名称命名的标准之一，AVC是ISO/IEC MPEG一方的称呼。
帧间信息划分：包含帧间CBPs和帧间系数，通常比前两个划分要大得多。
H.264标准各主要部分有Access Unit delimiter（访问单元分割符），SEI（附加增强信息），primary coded picture（基本图像编码），Redundant Coded Picture（冗余图像编码）。还有Instantaneous Decoding Refresh（IDR，即时解码刷新）、Hypothetical Reference Decoder（HRD，假想参考解码）、 Hypothetical Stream Scheduler（HSS，假想码流调度器）。
H.264支持一幅图像划分成片，片中宏块的数目是任意的。在非FMO模式下，片中的宏块次序是同光栅扫描顺 序，FMO模式下比较特殊。片的划分可以适配不同的MTU尺寸，也可以用来交织分、基于片，还是基于帧，都是错误恢复的有效工具。对于有反馈的系统， 编码器获得传输中丢失图像区域的信息后，参考图像可以选择解码已经正确接收的图像对应的原图像区域作参考。 在没有反馈的系统中，将会使用冗余的编码来增加错误恢复性能。
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MPEG-1简介
3.H.264特点
• H.264也分为3个档次，即基本档次，主要档次和扩展 档次。 • 基本档次是该标准的简单版本，应用面较广； • 主要档次采用了多种提高图像质量和增大压缩比的算 法和技术，如更高压缩效率的算术编码等方法，并应 用了多项专利技术； • 扩展档次是压缩比更大、性能更好、算法更复杂的高 档次压缩编码方法。
2.H.261, H.263标准
• H.261标准也采用运动补偿、帧间预测等去除图像在时 间域的冗余度； • 然后用离散余弦变换（DCT）去除图像信息空间的冗 余度； • 最后用变字长的统计编码去除量化后的DCT系数中所 含的统计冗余度，达到数据压缩的目的。 （MPEG） • H.262 ，H.263， H.263+ • H.262与MPEG-2标准基本相同，它是一种较高质量的 图像数据编码压缩标准。
四、JPEG标准
• JPEG标准是一种静止图像数据压缩的国际标准，为英 文“联合图像专家组”之意，这是一个由ISO（国际标 准化组织）和IEC（国际电工技术委员会）两个机构联 合组成的专家组，负责研究并制定的静态图像数据压 缩编码标准。 • 作为一国际标准，适用范围很广，它既适用于静态灰 度图像的数据压缩，又适用于静态彩色图像的数据压 缩。
• 事实上，电视系统传输信号的过程中，如果要获得逼 真的图像重现质量，就要求从摄像到显像全过程的总 传输特性是线性的，即显像亮度与景物亮度成正比。 因此，把控制灰度的信号送给LED驱动电路之前对其 进行校正，称之为γ校正。在γ校正的过程中，还考虑 到人的视觉明亮度与物理亮度并不是成线性关系，使 输入输出信号在视觉上呈现线性关系，以保证LED彩 色屏重现电视画面的质量。
四、JPEG标准
• 这种方法简单易行，方便可靠，在压缩比为25：1的情 况下，压缩后还原得到的图像与原始图像相比较，非 图像专家已难于找出它们之间的区别。因此，这种压 缩编码方法应用甚广。
• P86
• 2.采用以预测技术为基础的无损压缩算法，也称预测压 缩
第四节 MPEG-1简介
MPEG-1简介
3.H.264标准
• 5.采用新的图像类型。 • H.264中引入了两种新的图像类型，即SP图像和SI图像 • 前者类似于P帧图像，但它允许在参考图像不同的情况 下重构出相同的图像，这一特性能够实现信号码流切换、 快进、实时访问等功能； • SI图像与I帧类似，采用帧内编码，可以在不需要参考帧 的情况下完全相同的重构出另一幅SP图像。
H.264的意义
• H.264一经面试后，已引起许多广播公司、服务提供商 及消费类电子公司的关注。不少人认为， H.264是视频 压缩编码领域的一次革命，它对视频应用领域的影响 是十分巨大的。日后的硬盘录像机HDD和DVD录像机 的长时间录像也会采用H.264作为编码方式。 • 单面双层的DVD9光盘有8.5G容量，采用H.264规格可 存放2h的高清晰电视（HDTV）图像，这种方案被称 为HD-DVD9格式。
1983.9补充标准
• 4：2：2标准被称为图像信号数字编码的主标准，它常 用于演播室的数字设备及其相互间的连接和国际节目 交流。 • 对于图像信号的信源编码及某些高质量视频信号有高 于4：2：2的编码标准，并且可以相互兼容，4：4：4， 采样频率均为13.5MHZ。 • 对于电子新闻采访设备和窄带视频传输设备的数据， 其要求应低于4：2：2，许多国家定为2：1：1，也就 是说采样频率为6.75，3.75，3.75MHZ，每行采样数为 360，180，180个
• 黑电平 • 定义图像数据为0时对应的信号电平，调节黑电平不影 响信号的放大倍数，而仅仅是对信号进行上下平移。 如果向上调节黑电平，图像将便暗，如果向下调节黑 电平图像将变亮。 • 白电平 • 白电平与黑电平对应，它定义的是当图像数据为255时 对应的信号电平，它与黑电平的差值从另一角度定义 了增益的大小，在相当多的应用中用户看不到白电平 调节，原因是白电平已在硬件电路中固定，比如HV系 列摄像机。
• MPEG是由国际标准化组织（ISO）和国际电工技术委 员会（IEC）联合组成的一个专家组简称，即“动态图 像专家组”，这个专家组研究并制定了相关国际标准， 作为图像、声音及多媒体、超媒体信息的编码规则。 • 1992年通过了MPEG-1标准，这就是闻名于世的 ISO/IEC11172-1建议书。1993年被确认为国际标准， 1994年又提出了MPEG-2标准，即ISO/IEC13818规范。 • MPEG-2是MPEG-1的进一步发展，广播级MPEG-2视 频压缩标准可向下兼容MPEG-1。
2.3 CCIR601,H.26IR601,H.261, H.263,H.264,JPEG 标准简介
CCIR601标准
• 1982年2月国际无线电咨询委员会(CCIR)第15次全会上， 通过了601号标准（ITU-RT.601标准），也称CCIR601 号建议： • 确定以分量编码为基础，即以图像亮度分量Y和两个色 差分量R-Y(Cr)、B-Y（Cb）为基础进行编码，作为电 视演播室数字编码（广播质量）的国际标准。 • 它使625行电视系统与525行电视系统相互兼容。
3.H.264标准
• 1.结构上设计了视频编码层（VCL）和网络抽象层 （NAL） • VCL用于提供高质量的视频编码，NAL提供在不同媒介 上的数据表现形式。 • 2. 采用了全向运动预测和帧内预测技术。 • 对于给定的图像宏块，首先根据其周围的宏块作出预测 值，再对这个预测值和实际值的差值进行编码，与直接 变换编码法相比，使编码效率大大提高。 • H.264的帧内预测是在空间域中进行的，而H.263+和 MPEG-4的帧内变换是在变换域中进行的
3.H.264标准
• 6.纠错编码使用了能削减编码量内容的自适应二进制算 法编码（CABAC）,并采用后端环路滤波器，以降低块 噪声技术
3.H.264特点
• 1.编码效率高，数据压缩比大。 • 2.编解码的复杂程度高 • 3.占用资源较多
3.H.264特点
• 1.编码效率高，数据压缩比大。 • 在相同图像质量的条件下，H.264的编码效率比MPEG2和H.263基本配置提高了49.2%，即提高了1倍多； • 比H.263CHC配置提高了25.4%，即提高了近4倍。 • 也就是说，图像的码率降低了，数据的压缩比大大提 高了。
3.H.264标准
• 3. 采用更精确的帧间预测技术。H.264标准编码效率的 提高在很大程度上源于帧间预测精确度的提升。 • 例如： • H.264中定义了7种不同大小和形状的图像块用于运动 估计，使预测效果更好； • H.264采用了1/4像素精确度的运动矢量
3.H.264标准
• 4.采用了近似于离散余弦变换（DCT）的基于整数的 4*4变换。 • 即使用了类似于DCT的整数变换，输出为DCT变换的 近似值。 • 由于变换系数为+/-1和+/-2，因此计算时仅需要移位和 相加操作，使运算量大为降低，使数据压缩量大为提 高。
• CCIR601标准规定了彩色电视图像转换成数字图像应 使用的采样频率，非线性R’G’B’和YCrCb两个彩色空间 之间的转换关系等 • CCIR601标准已改名为ITU-RT.601标准，在美国成为 DI标准。
1. CCIR601标准的几项规定
（1）对于PAL制、NTSC值的电视系统，模拟视频信号 Y,R-Y,B-Y三分量的采样频率分别为13.5，6.75， 6.75MHZ. 这就是著名的4：2：2电视演播室数字编码的国际标 准。即Y,R-Y,B-Y信号分量被采样点数的比例为4：2： 2，也就是说每采4个Y信号点，同时采R-Y,B-Y信号 各两个点。 对于PAL制系统，每扫描行有效显示的Y,R-Y,B-Y信 号的样本数（像素）为720：360：360； 对于NTSC制系统，其样本数也为720：360：360。
2.H.261, H.263标准
• 1. H.261标准
• 是由国际电报电话咨询委员会（CCITT）于1990年12 月完成和批准的。 • 该标准适用于电视电话（所用的电话网络为综合业务 数据网ISDN）和电视会议（规定数据速率为p*64kbit/s， p为正整数），作为图像业务的图像编解码，因而 H.261标准也简称为p*64标准。
3.H.264标准
• H.264的前身是由国际电信联盟ITU-T视频编码专家组 （VCEG）于1998年首先提出的， • 2001年起，ITU-T的VCEG与国际标准化组织ISO/IEC 的MPEG(动态图像专家组)共同组织了联合视频合作组 （JVT）， • 在H.261标准的基础上开发出新一代视频压缩编码标准 H.264， • 同时它将作为MPEG-4标准中的一个新的第10部分， • 它与MPEG-4中的第2部分的视频压缩编码标准相比， 有更优异的性能。
3.H.264特点
• 2.编解码的复杂程度高 • H.264在编码复杂度上要比MPEG-4提高1个量级，在解 码复杂度上要比MPEG-4提高3倍多。与MPEG-2相比， 解码器的软硬件的复杂度几乎要高出几倍，但在超大 规模集成电路技术飞速发展的今天，实现起来已无问 题。
3.H.264特点
• 3.占用资源较多 • 在资源占用方面，H.264比MPEG-4高得多。
3.H.264标准
• 也称为MPEG-4Part10, MPEG-4AVC(高级视频编码) • 活动图像编码方式的国际标准 • 2003年7月有ITU正式批准，MPEG-2相比，同样的图 像质量下， H.264 的数据速率只有其1/2左右，压缩比 大大提高。 • 通常把H.264称作高级视频编码标准（AVC）
• 所谓自适应就是类似机考试题的出题方法一样，在你 答得好的情况下，题目会 越来越难，在你答得差的情 况下，题目会越来越容易，由系统自动完成。环路滤 波器 • 环路滤波器是具有以下两种作用的低通滤波器：在鉴 相器的输出端衰减高频误差分量，以提高抗干扰性能； 在环路跳出锁定状态时，提高环路以短期存储，并迅 速恢复信号。