来源:H系列有MPEG和VCEG推出 ,VPX系列由谷歌推出,H.265有更高的图像质量,而AV1对于流媒体来说更加可靠且完全免费。H.265更大的预测模型实现了边缘可视化,而VP9实施更严格的编码规则,似乎可以让流媒体更加连贯和可靠。其中,H.265其压缩效率比H.264提升50%,VP9略逊于H.265,H.266编码性能最高,AV1比VP9同等质量下减少30%比特率。
目录:
压缩性能比较
1.头信息
2.编解码框架差异
3.块划分结构
4.帧内预测
5.帧间预测
6.变换
7.熵编码
8.滤波
9.加速技术
10.其他技术
1.头信息
H265一个图像序列的组成:VPS+SPS+PPS+SEI+一个I帧+若干个P帧。VPS、SPS、PPS、SEI、一个I帧、一个P帧都可以称
为一个NALU。转自 https://blog.csdn.net/qq_39660930/article/details/78224185
2..编解码框架差异
H.265仍然采用混合编解码,编解码结构与H.264基本一致
3.块划分结构:
H.264是16x16(子块的大小可以是 8X16、 16X8、 8X8、 4X8、 8X4、 4X4非常的灵活)的宏块,
VP9可以以64×32或4×8的块来采样,支持使用 64×64 ,支持将帧分割为具有特定相似性的区域;相比H.265, VP9 支持水平或垂直细分
H.265是采用CU (CodingUnit)、PU(PredictionUnit)和TU(TransformUnit)的递归结构,四叉树划分(预测块亮度64x64-8x8,色度32X32-4X4,变换块32x32->4x4),同时H.265增加了非对称划分模式;具体的分割过程通过两个变量来标记:分割深度(Depth)和分割标记符(Split_flag),
H.266在此基础上除了四叉树划分,增加了三叉树和二叉树划分。
思考:是否可以不规则形划分呢?比如三角形、圆形、椭圆等等。
4.帧内预测:
H.264 有9种预测模式;
VP9有10种帧内预测模式;
H.265有33种帧内角度预测模式+DC(上、左取平均)+planer;
H.266有65种帧内亮度角度预测模式,实际上有65+10+10=85种,根据宽高比再选;
注:Planar 模式适用于像素值缓慢变化的区域,它使用水平和垂直方向的两个线性滤波器,并将二者 的平均值作为当前块像素的预测值。DC 模式适用于大面积平坦区域,当前块预测值可由其左侧和上方 参考像素的平均值得到。角度模式主要用于视频内容中不同方向的纹理。
5.帧间预测:
帧类型结构:H.265用了HIERACLE-B结构,
mv精度:H.265是 像素精度(色度
),并使用了更多的临近像素点进行亚像素精度插值。预测模式:SKIP,DIRECT,MERGE(5个候选MV),AMVP(2个候选MV)。
H.266提高到的像素精度;
VP9 帧间预测使用 ⅛ 像素进行运动补偿,有作为参考帧的不可显示帧,不可显示帧上有平均得来的双向预测。
参考列表:
H.265用两个参考列表,每一个都拥有16个参照项,但是唯一图片的最大数量是8。
6.变换
H.265 Transform_skip模式:transform_skip_flag,该模式不进行变换,但是要进行量化,该模式对文本桌面视频有较好效果
H.265 内部比特深度增加:为了保证中间预测、变换以及量化过程中的内部比特精度,以达到更好的压缩性能
VP9 和HEVC都支持4x4-32x32的变换块大小。 DCT 在帧内编码宏块中,垂直和水平变换路径中的一者或两者会是 DST
HEVC仅采纳了4点DST7用于帧内预测残差的变换,对于其它尺寸和帧间预测残差仍然采用DCT2;
H.266有不可分离的二次变换;对预测残差采用多候选变换的方案MTS(Multiple Transform Selection)能够更好地适应预测残差动态变化的统计特性,并且显著地进一步提高变换增益。针对帧间变换技术,子块变换技术(Sub-block Transform,SBT)
7.熵编码:
H.264采用整数离散余弦变换(DCT),CABAC压缩(无损,CABAC也是给高频数据短码,给低频数据长码。同时还会根据上下文相关性进行压缩),两个I帧之间是一个图像序列GOP。
VP9 支持四种变换大小:32x32、16x16、8x8 和 4x4。这些变换与其他大多数编码一样,是 DCT 的近似整数。在帧内编码宏块中,垂直和水平变换路径中的一者或两者会是 DST(离散正弦变换)。
HEVC的熵编码使用了两种算术编码:CABAC和CAVLC。CAVLC主要用于编码SEI、参数集、片头等,剩下的所有数据和语法元素均使用CABAC来编码。
H.265:zigzag扫描:
8.滤波:
H.265增加了SAO
H.266中增加了ALF
VP9 每块可以选择三种不同的子像素插值滤波器:
正常的第 8 像素/平滑的第 8 像素,可以进行平滑或模糊预测/锐利的第 8 像素, 可以进行锐利预测
9.加速技术
H.265增加了Tile以及WPP等并行工具集以提高编码速度
Tile将图像分割为矩形区域 一个Tile块为基本的并行单元,每个Tile为一个子码流,每个tile区域相当于一幅子图像,可独立的以LCU块为单位进行编解码。
WPP: 全称为wavefront parallel process,以LCU行为基本的编码单位。
以一行LCU块为基本的并行单元,每一行LCU为一个子码流
10.其他
VP9对运动矢量的第 8 像素精度、三种可切换的子像素插值滤波器、参考运动矢量、熵编码、环路滤波、ADST、DCT 等进行优化