H.265/HEVC学习笔记（一）

第一章 绪论
视频编码：
目的：尽可能去除视频数据中的冗余成分，减少表征视频的数据量。

1.1概述

1.1.1视频

1.帧：视频中完整的图像
2.视频序列：由许多帧按照时间顺序组成的视频
3.视频的空间域和时间域：视频序列中的每一幅图像，都由N乘M个像素组成，因此视频序列可以表示成三维矩阵，N乘M两个维度形成视频的空间域，另一个维度代表视频的时间域。
4. 帧率（单位：fps）：每秒播放的帧数目
notes：25~30fps

1.1.2视频压缩与编码

1.视频压缩是一类特殊的数据压缩。
2.数据压缩分类（有无失真）：
2.1无损压缩
压缩率5：1以下，图像3：1较常见
2.2有损压缩（视频多采用此方式）
本质：用失真换压缩比
原因：丢掉某些信息人眼耳很难察觉或可以接收
衡量压缩算法性能参数：码率和失真
目标：1.空间域：失真一定获得最高的压缩比（最低的码率）或者码率一定获得最小失真。2.时间域：帧率的变化要？。

1.2视频编码标准
定义：规定编码码流的语法语义和解释器
notes：即只要编码器编码后的码流符合标准的规定即可。
语法元素：编码器输出码流数据的基本单位，由若干比特构成，表征特定的物理意义。
语法：规定了各个语法元素的组织结构
语义：阐述语法元素的具体含义

1.3H.265/HEVC的基本架构和特征

1.3.2编码框架

1.帧内预测：
目的：去除图像的空间相关性。
方法：通过编码后的重构块信息来预测当前像素块
2.帧间预测
目的：去除图像的时间相关性
方法：通过将已编码的图像作为当前帧的参考图像，来获取各个块的运动信息。
3.变换量化
目标：去除频域相关性
方法：对残差数据进行变换量化：
分为两步：
（1） 变换编码：时域到频域;
（2） 量化模块：减小图像编码的动态范围。
4.去方块滤波
消除方块效应
5.样点自适应补偿
削弱振铃效应
6.熵编码
目的：将数据编码为二进制流
方法：基于上下文的自适应二进制算术编码（CABAC）

1.3.3 H.265/HEVC特色编码技术

1.编码单元（CU）:编码树单元（CTU）
编码树单元（CTU）：大小可由编码器设定的宏块
变换单元TU支持大尺寸离散余弦变换，处理高分辨率画面中的平坦区域能更好地提高压缩率。
2.改进的帧内预测技术（35种）
33种角度预测、DC预测模式、Planar预测模式
3.帧间预测技术
运动信息融合技术（Merge）、先进的运动矢量预测技术（AVMP）、基于Merge的Skip模式。
原理：都是利用空域相关性和时域相关性来减少相邻块的冗余。
4.RQT模式
基于四叉树结构的自适应技术，自适应变换块大小，可以在能量集中和细节保留做最优的折中选择。
5.SAO技术
像素自适应补偿技术，一种滤波方法，减少振铃效应。
6.IBDI技术
在编码器的输入端将未压缩图像像素深度增加，在解码器的输出端又将像素深度恢复的技术。降低了帧内帧间预测误差，但要较大的内存空间，解决办法：引入参考帧压缩算法，减小数据量。