HEVC标准中的图像分割(1),slice,tile,CTU,CU,PU,TU等

H.265的标准可以从网上免费下载。

        这里写一些我个人对HEVC（H.265）标准的解读，难免有些错误，欢迎大家积极积极留言讨论。

        图像分割，就是说一帧图像从几何空间上在标准中是如何划分的。

与h.264不同，265引入了tile的概念。

        首先，图像被分成slices和tiles。

        一个Slice包含一个slice segment或者以一个independent slice segment为首一系列的slice segments。

        Slice和tile都由一系列的coding tree units组成，简称CTU（相当于以前宏块的概念）。

        例子a1，如下图中，图像被分成了两个slice，第一个slice又分成了3个slice segments，其中第一个slice segment是一个包含4个coding tree units的independent slice segment。而第二个slice只有一个slice segment。

        例子a2，如下图（a）中，图像被分成2个tiles，图像只有一个slice，包含一个independent slice segment和四个dependent slice segments。

        图（b）中，图像也被分成了2个tiles，第一个tile有一个两个slices，第二个有一个slice。

(a)

(b)

        Tiles异于slices的一点是，tiles必须为长方形。而且通过分析后续标准中关于语法元素的介绍，可以肯定，tiles的划分必须满足每一行的tiles有相同的高度，每一行的tiles有相同的宽度。

标准中给出了一下条件来约束slices和tiles的相互关系。

对于每个tiles和slices，以下条件至少满足一条。

——一个Slice所有的coding tree units都属于同一个tile。（注：本文中用条件a代指）

        ——一个tile所有的coding tree units都属于同一个slice。（注：条件b）

对于每个tiles和slices segment，以下条件至少满足一条。

——一个Slicesegment所有的coding treeunits都属于同一个tile。

        ——一个tile所有的coding tree units都属于同一个slice segment。

       这些条件显得较为抽象，可以通过例子来具体分析。

        例子b1，如图所示：每个小方块为一个CTU, 图像分割为两个slices，slice0（6x2）和slice1（6x4）。4个tiles，tile0（3x2），tile1（3x2），tile3（3x4）和tile4（3x4）。

                此图像满足条件b，而不满足条件a。所以此例符合标准。

         例子b2，如图所示：图像分割为两个tile，tile0（3x6），tile1（3x6）。4个slice，slice0（包含11个coding tree units），slice1（包含7个coding tree units），slice2（包含8个coding tree units）和slice3（包含10个coding tree units）。

                 此图像满足条件a，而不满足条件b。所以此例符合标准。

         例子b3，如图所示：图像分割为两个slices，slice0（6x3）和slice1（6x3）。两个tiles，tile0（2x6）和tile1（4x6）。则条件a和条件b都不符合。所以不符合标准。

        前面提过tile的一些特质，下面详细介绍。变量colWidth[ i]标明各个tile的宽度,单位为CTU。可由语法元素uniform_spacing_flag，num_tile_columns_minus1，column_width_minus1[ i ]和PicWidthInCtbsY计算得出。变量colBd[ i ]标明各个tile横向的边界，可由colWidth[ i ]计算得出。

        变量rowHeight [ j]标明各个tile的高度，单位是CTU。可由语法元素uniform_spacing_flag，num_tile_rows_minus1，row_height_minus1[ j ]和PicHeightInCtbsY计算得出。变量rowBd[ i ]标明各个tile横向的边界，可由rowHeight[ i ]计算得出。

        其中的关系可一目了然的从下图看出。

       数组CtbAddrRsToTs[ctbAddrRs ]将以CTB为单位的光栅扫描地址转化为tile扫描地址。下图中，左侧为光栅扫描，右侧为tile扫描。最小的方块代表一个CTU，图像分成了4个tile。

为什么要做这个转化呢？因为在HEVC的码流中，CTU编码顺序就是按照这个tile扫描地址递增的。