HEVC初探 H.265 vs H.264

工作中时不时地会了解一些HEVC/H.265的内容，也听过科班博士生“扫盲”，但时间久了，很多概念和其中的技术细节容易和H.264/AVC相混淆。因此，准备针对一些自己感兴趣的点，在闲暇的时候深入研究一下，并输出一些学习笔记，不求多求全，只求把一个知识点理解清楚。

H.265相遇对以往的编码框架H.264来讲，并没有多少革命性的改变，它仍然采用混合编码结构，包括帧内预测、帧间预测、变换、量化、熵编码以及环路滤波等。但HEVC几乎在每个模块都引入了新的编码技术，以求达到更好的压缩质量和更大的压缩比。HEVC的这些新技术包括：基于四叉树的灵活块分割结构、多种不同角度的帧内预测模式、自适应运动矢量预测AMVP、运动信息融合技术Merge、可变尺寸的离散余弦变化、模式依赖的离散正弦变化、性能更好的CABAC熵编码、以及样点自适应补偿滤波SAO等等。

H.264和HEVC的主要区别见如下表格，有误之处，还望指正。

一些基本概念：

CTU：Coding Tree Unit，编码树单元；

CTB：Coding Tree Block，编码树块。

CTU类似于H.264中的宏块，但它的大小是可以由编码器设定的，可以超越16x16，一个CTU由一个亮度CTB和两个色度CTB及一些关联的语法元素构成。

CU：Coding Unit，编码单元；

PU：Prediction Unit，预测单元；

TU：Transform Unit，变换单元。

预测单元PU的划分包括四种对称结构：2Nx2N，2NxN，Nx2N以及NxN，还有4种非对称结构：2NxnU，2NxnD，nLx2N以及nRx2N。

变换单元TU可采用4x4~32x32的离散余弦变换，还支持4x4的离散正弦变换，大尺寸的离散余弦变换适合画面中的平坦区域，能够更好地提升压缩率。

相对于H.264中4x4块的9种帧内预测模式，HEVC提供了35种帧内预测模式，包括33中佳偶预测以及DC模式和Planner模式，更好地适应高清图像的纹理特性。

SAO：Sample Adaptive Offset，像素自适应点补偿，位于去块效应滤波器之后，用于补偿重构像素值，达到减少振铃效应的的目的。