Profile、level 、Tier简介

在H264中就有对档次( Profile)和级别( Level)的划分,它们规定了比特流必须要遵守的一些限制要求。而H265HEVC在此基础上又定义了一个新的概念:层(Tier)。档次、层和级别为多种不同应用提供了兼容性。档次主要规定编码器可采用哪些编码工具或算法。级别则是指根据解码端的负载和存储空间情况对关键参数加以限制[如最大采样频率、最大图像尺寸、分辨率、最小压缩率,最大比特率和CPB(解码缓冲区)大小等]。考虑到应用可以依据最大的码率和CPB大小来区分,因此有些 Level定义了两个Tier:主层( Main tier)和高层( High Tier),主层用于大多数应用,高层用于那些最苛刻的应用。满足某一 Level或Tier的解码器应当可以解码当前 Level和Tier,以及比当前 Level和Tier更低的 Level和Tier的所有码流,满足某一 Profile的解码器必须支持该Profile中的所有特性。编码器不必实现 Profile中的所有特性,但生成的码流必须遵守标准规定。

Profile

在H265/HEVC标准中提出了三种档次,分别是Main,Main10和Main Still Picture。这三个档次的限制条件如下:
①只支持4:2:0色度采样信号
②使用了 Tiles便不能使用WPP,每一个Tile的亮度分辨率至少要为256×64;
③Main和 Main still picture档次支持8位像素深度,Main10档次则支持10位像素深度, Main still Picture档次不支持帧间预测。

1. Main
支持每像素8比特的位深、4:2:0的采样格式,是最常见的档次。

2. Main10
2012年10月的会议上,提案 JCTVC-K0109提出了10比特位深的档次,其指出10比特位深的图像有助于提高视频质量。该提案获得通过,这一技术主要应用于消费电子领域。Main10档次支持每像素8比特或者10比特的位深、4:2:0的采样格式。由于采用更多的比特来描述像素值Main10可以大幅度提高重构视频的质量。支持Main10档次的解码器必须同时可以解码Main和 Main I0档次的码流.

3. Main still Picture
Main still picture档次支持单个静止图像,其按照Main档次的规定进行编码。为了测试 Main Still picture档次下静态图像的压缩性能,将H.265/ HEVC HM80rc2, JPEG2000 kakadu v6.0和 JPEG IJG V6b进行实验对比。视频质量评价标准采用基于PSNR的客观评价和基于平均意见得分(MOS)的主观评价。对于4:2:0色度采样信号,相比于JPEG2000和JPEG,在相同重构视频质量下(PSNR度量), H.265/HEVC编码下得到的码率分别下降了20.26%和61.63%:在相同重构视频质量下(MOS度量), H.265/HEⅤC编码下得到的码率分别下降了30.96%和43.10%。

Tier 和 Level

H265/HEⅤC标准中定义了两个层和13个级。两个层分别是 Main Tier和 High Tier.4和4以上的8个 Level支持 High Tier. Tier按其最高比特率来处理应用问题, Main tier可适用于大多数应用,Highrier用于高需求应用。符合某一 Tier/Level的解码器能够解码当前以及比当前 Tier/Level低的所有码流。

同一个 Level实际上就是一套对编码比特流的一系列编码参数的限制。H265/HEVC的13个级支持从QCIF到&k多种分辨率的图像。图像宽高受到该级别定义参数 MaxLumaPS的限制图像的宽和高均须小于等于8倍的 Max LumaPS再开方。此外, Level还约束了每幅图像中垂直和水平方向Tile的最大数量,以及每秒最大的Tile数量。