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新一代视频编解码标准正式公布!


时间: 2020-07-14    来源: 引擎科技

 

原标题:新一代视频编解码规范正式发布!

作者 | 马超

责编 | 王晓曼

封图 | CSDN付费下载自东方IC

近来,新一代世界视频编解码规范(H.266/VVC)正式出炉,其间VVC是JVET(Joint Video Exploration Team)在2018年4月10日美国圣地亚会议上正式得名的(Versatile Video Coding)。

H.266/VVC方针是全面逾越上一代规范H.265/HEVC,供给更高的紧缩功能。从现在的状况看H.266/VVC计划的方针,现已满意的达成了。相关于H.265/HEVC,新一代世界视频编解码规范(H.266/VVC)能够在不影响片面质量的状况下,将紧缩份额进步了50%。能够说假如新的H.266/VVC规范能够顺畅推行,那么将使整个高清视频职业迎来一波严重的开展机会,特别是与5G的开展叠加,其未来开展空间可谓巨大。

因为H.266/VVC将会成为世界通用的视频规范,代表业界未来视频编码技能的方向,因而包含高通、HHI、三星、索尼、Intel、诺基亚、爱立信等世界巨子悉数参加其间。腾讯、华为、大疆等我国科技厂商也有不少奉献。腾讯有超越100项技能提案取得规范采用,在世界视频紧缩规范研讨拟定范畴跻身世界前列。

H.266何故如此高效

H.266/VVC与H.265/HEVC有相同的编解码器模块,都包含块区分、帧内猜测、帧间猜测、改换与量化、熵编码、滤波。H.266/VVC在每个模块上都有相应的进步,才终究到达相同片面质量下50%左右的码率节约。下面笔者迁就各模块齐截下要点,向各位读者加以解读一下:

编码器结构:(H.266/VVC)依据块的分层编码结构。其参阅软件编码结构如下图所示:

分块:在视频编码算法中,分块是堪称是技能底座,其使命是将图画被分红一系列的树形编码单元(CTU)。CTU能够进一步区分红编码单元(CU)。H.266采用了多类型树结构(Multi-Type Tree),即由四叉树(QT),二叉树(BT)和三叉树(TT)结构组成。这种区分结构比之前灵敏许多,极大的进步了编码功能。

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CTU首先由四叉树结构区分,即CTU块能够不区分或递归地区分红4个相同巨细的子块。

然后,在QT的叶节点能够经过二叉树或三叉树结构进一步区分。二叉树和三叉树区分能够交织并递归进行。可是,一旦运用二叉树或三叉树区分,就不答应进行四叉树的区分了。二叉树和三叉树有水平缓笔直两种区分类型。关于二叉树区分,两种区分类型都是对称的。关于三叉树区分,区分的份额为1:2:1。

由下图能够看到,二叉树区分以中心线将一个块一分为二,而三叉树区分将中心区域保留成一个完好区域,与二叉树区分构成互补,然后进步了编码功率。此外,1:2:1的区分份额使得三叉树区分后,每一个CU的边长仍然是2的整数次幂,既便利进一步区分,又使得改换(transform)规划相对简略。

帧内猜测:这是一种空间域紧缩算法,运用当时块周边已重建像素对当时块进行猜测,以去除相邻块之间的空间冗余度,完结更为有用的紧缩。

帧间猜测:这是一种时刻域紧缩算法,运用视频图画帧间的相关性,即时刻相关性,来到达图画紧缩的意图。

改换与量化:很多核算标明,视频信号中包含着能量上占大部分的直流和低频成分,即图画的平整部分,也有少数的高频成分,即图画的细节。因而,能够在频域关于视频进行编码来到达紧缩的意图。此外,量化技能能够进一步下降码率,依据运用要求,在码率和失真中到达平衡。

熵编码:咱们知道熵是代表着一个体系紊乱程度的量,而在信息论中,体系的熵也代表了其所包含的信息量,用准确的术语表述是,体系一切符号包含信息的均匀比特数。而视频编码中,要尽或许的削减冗余,使之挨近熵自身,即运用更少的编码,来表达更多的信息,熵编码,便是数据紧缩中依据视频的概率模型,来紧缩成果熵最小化的算法。

滤波:H.266/VVC中,除上一代规范中已有的Deblocking 和SAO两种滤波器外,还增加了自适应环路滤波ALF和亮度映射色度缩放滤波LMCS,然后进一步进步了编码功率。

来自腾讯的奉献

在本次H.266规范的拟定过程中,腾讯多媒体试验室刘杉博士担任规范文本联合主编,李翔博士任参阅软件联合主席,试验室数十人次担任专家小组主席,中心试验担任人。技能方面,腾讯的首要奉献包含:

在笔者看到相关材料后,要点向读者介绍一下下面三个技能。

帧内块仿制形式(IBC):

与H.265/HEVCSCC extension中的IBC不同,在 H.266/VVC的IBC技能中,一切能够对当时编码块进行猜测的当时图画的重建像素,将存放在巨细为1个CTU的高速拜访内存空间中,并经过当时块地点当时CTU中的方位,阶段性的改写这个内存空间,完结最大化IBC的猜测规模的意图。

如图所示,当左面CTU完结编码时,区域0,1,2,3的重建像素将存储在IBC的内存中(状况0)。当时CTU依照4->5->6->7的次序顺次编码四个区域。IBC内存中可用于对当时块进行猜测的参阅像素如状况1~状况4所示,在此过程中逐渐将左面CTU中的像素,更新为当时CTU中的重建像素,直到当时CTU一切区域完结编码。

这样的内存更新机制,在高功能的编码和低完结本钱的两个方针中到达了一个很好的平衡。

宽视点形式(WAIP):在之前的帧内视点猜测中,总共有65种视点形式,从形式2一直到形式66,宽视点形式从形式2往下扩展10个视点形式,新增了形式-1到-10,从形式66开端扩展10个视点形式,分别为形式67到76,然后能够更好编码紧缩长方形的CU。

当然在进行帧内猜测的过程中,并不是一切的视点形式都能够运用,而是需求依据宽高比来挑选适宜候选猜测形式的。

多参阅行帧内猜测技能(MRL): 在之前的帧内猜测中,运用当时块的相邻左边一列和相邻上侧一行作为参阅采样来核算当时块的猜测值,在MRL技能中,将能够运用的参阅行扩展到多行。

也便是在运用视点形式进猜测时,要将这多个参阅行都尝试过,然后依据 RD COST(率失真丢失)挑选最小的一个参阅行,参阅行的索引和形式索引相同也要发送到解码端。解码端依据参阅行索引来挑选对应的参阅行进行猜测。

在5G盈利全面迸发的年代,视频编码的规范拟定无疑是各国竞赛的一制高点,而这一次我国企业没有落后,深度参加了H.266规范拟定,并牵头多方面的技能研讨开发,这也为我国自主立异、自主把握打下了杰出的根底。

在本次规范拟定过程中特别令广阔玩家振奋的一点是,世界视频编解码规范联合专家组还采用了腾讯多媒体试验室的提议,将王者荣耀视频片段纳入了规范测验序列,这也是手游榜首次进入测验序列,这将提高电子竞技场景的编解码功率,也便是说今后游戏直播会愈加流通也愈加没明晰了。回来,检查更多

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