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A série H é lançada por MPEG e VCEG, a série VPX é lançada pelo Google, H.265 tem qualidade de imagem superior e AV1 é mais confiável e totalmente gratuito para streaming de mídia. O modelo de previsão maior do H.265 realiza a visualização de bordas e o VP9 implementa regras de codificação mais rígidas, o que parece tornar a mídia de streaming mais coerente e confiável. Entre eles, a eficiência de compressão do H.265 é 50% maior do que o H.264, o VP9 é ligeiramente inferior ao H.265, o H.266 tem o melhor desempenho de codificação e o AV1 reduz a taxa de bits em 30% em comparação ao VP9 com o mesmo qualidade.
0. Estrutura do fluxo:
H.264:
Camada NAL (Network Abstraction Layer): A camada de abstração da rede é usada principalmente para a transmissão da rede. De acordo com um determinado formato, a saída de dados pela camada de codificação de vídeo é empacotada e encapsulada, e informações como cabeçalhos são fornecidas para transmissão ou armazenamento em redes de diferentes velocidades
Camada VCL (Video Coding Layer): Camada de codificação de vídeo, usada principalmente para codificação de dados, o NAL fornece uma camada de proteção em torno do VCL. No H.265 / HEVC, a unidade NAL é dividida em VCLU (Video Coding Layer NAL Unit) e não-VCLU, dependendo se os dados de codificação de vídeo são carregados ou não.
1. Informações do cabeçalho
A composição de uma sequência de imagens de H265: VPS + SPS + PPS + SEI + um quadro I + vários quadros P. VPS, SPS, PPS, SEI, um quadro I, um quadro P podem ser chamados
É um NALU.
2. Diferenças nas estruturas de codec
O H.265 ainda usa o codec híbrido e a estrutura do codec é basicamente a mesma do H.264
Estrutura clássica H.265:
3. Estrutura de divisão de blocos:
H.264 é um bloco de macro 16x16 (o tamanho do sub-bloco pode ser 8X16, 16X8, 8X8, 4X8, 8X4, 4X4 é muito flexível),
VP9 pode ser amostrado em blocos de 64 × 32 ou 4 × 8, suporta o uso de 64 × 64 e suporta segmentação de quadros em regiões com semelhanças específicas; em comparação com H.265, VP9 suporta subdivisão horizontal ou vertical
H.265 é uma estrutura recursiva usando CU (CodingUnit), PU (PredictionUnit) e TU (TransformUnit), divisão quadtree (brilho do bloco de previsão 64x64-8x8, croma 32X32-4X4, bloco de transformação 32x32-> 4x4) e H.265 adiciona um modo de partição assimétrico; o processo de segmentação específico é marcado por duas variáveis: a profundidade da segmentação (Profundidade) e o sinalizador de segmentação (Split_flag). O padrão H.265 / HEVC rompe o padrão anterior para blocos de previsão e blocos de transformação. Restrições nas relações de tamanho. Como o PU e o TU são divididos diretamente pelo CU, não há uma relação definida entre os tamanhos dos dois. Uma PU pode conter várias TUs e uma TU pode abranger várias PUs.
Nesta base, além da divisão em árvore quádrupla, o H.266 adiciona a divisão em árvore tripla e em árvore binária.
Pensando: pode ser dividido em formas irregulares? Como triângulos, círculos, elipses, hexágonos e assim por diante.
4. Previsão intra:
Os blocos 4 × 4 e 8 × 8 em H.264 contêm 9 modos de previsão e o bloco 16 × 16 contém 4 modos de previsão;
VP9 tem 10 modos de predição intra;
O H.265 tem 33 modos de previsão intra-ângulo + DC (média superior e esquerda) + plaina; comparado com H.264 / AVC, H.265 / HEVC aumenta o uso dos pixels de limite do quadrado esquerdo inferior como a referência para o bloco atual;
O H.266 tem 65 modos de predição de ângulo de brilho intra-frame; na verdade, existem 65 + 10 + 10 = 85, que são selecionados de acordo com a proporção do aspecto; aumentar o ISP (tecnologia de divisão adicional para blocos); Tecnologia PDPC, combinada com não filtrado Para pixels de referência e pixels de referência filtrados, adicione o modo MIP; Modo CCLM;
Nota: o modo Planar é adequado para áreas onde o valor do pixel muda lentamente. Ele usa dois filtros lineares nas direções horizontal e vertical e usa a média dos dois como o valor previsto do bloco atual de pixels. O modo DC é adequado para grandes áreas planas. O valor de predição de bloco atual pode ser obtido a partir do valor médio dos pixels de referência à esquerda e acima. O modo de ângulo é usado principalmente para texturas em diferentes direções no conteúdo de vídeo.
5. Previsão entre quadros:
Estrutura do tipo frame: H.265 usa a estrutura HIERACLE-B
precisão mv: H.265 é a precisão do pixel (croma) e usa mais pixels adjacentes para interpolação de precisão subpixel. Modos de previsão: SKIP, DIRECT, MERGE (5 MVs candidatos), AMVP (2 MVs candidatos).
Precisão de pixel melhorada por H.266;
A previsão entre quadros VP9 usa ⅛ pixels para compensação de movimento. Existem quadros não exibíveis como quadros de referência e os quadros não exibíveis têm previsão bidirecional média.
Lista de referência:
O H.265 usa duas listas de referência, cada uma com 16 itens de referência, mas o número máximo de imagens exclusivas é 8.
Existem 6 candidatos no modo de fusão do H.266. Comparado com H.265, TMVP e HMVP são alterados.
6. Transformar
H.264 inteiro DCT 4X4 8X8; Hadamard transform
Ambos VP9 e HEVC suportam tamanhos de bloco de transformação de 4x4-32x32. DCT Em macroblocos intracodificados, um ou ambos os caminhos de transformação vertical e horizontal serão DST
HEVC 4X4 DST; Modo Transform_skip: transform_skip_flag, este modo tem um bom efeito no vídeo de desktop de texto; A tecnologia RQT é baseada na tecnologia de transformação adaptativa quad-tree; não há transformação Hadamard
Aumento da profundidade de bit interna HEVC: A fim de garantir a precisão do bit interno no processo intermediário de predição, transformação e quantização, a fim de obter melhor desempenho de compressão
HEVC adota apenas DST4 de 7 pontos para transformação residual de predição intra-frame, e DCT2 ainda é usado para outros tamanhos e residuais de predição inter-frame;
H.266 tem uma transformação secundária inseparável lfnst; MTS (Multiple Transform Selection), que usa múltiplas transformações candidatas para os residuais de predição, pode se adaptar melhor às características estatísticas das mudanças dinâmicas dos residuais de predição e melhorar significativamente o ganho de transformação. Para tecnologia de transformação inter-frame, tecnologia de transformação de sub-bloco (Transformação de Sub-bloco, SBT)
7. Codificação de entropia:
H.264 usa Integer Discrete Cosine Transform (DCT), compressão CABAC (sem perdas, CABAC também é um código curto para dados de alta frequência, código longo para dados de baixa frequência. Também será compactado com base na relevância contextual), entre dois I frames é um GOP de sequência de imagens.
VP9 suporta quatro tamanhos de transformação: 32x32, 16x16, 8x8 e 4x4. Essas transformações, como a maioria dos outros códigos, são inteiros aproximados de DCT. Em macroblocos intracodificados, um ou ambos os caminhos de transformação vertical e horizontal serão DST (Discrete Sine Transform).
A codificação de entropia de HEVC usa dois códigos aritméticos: CABAC e CAVLC. CAVLC é usado principalmente para codificar SEI, conjuntos de parâmetros, cabeçalhos de filme, etc., e todos os dados restantes e elementos de sintaxe são codificados usando CABAC.
H.265: varredura em zigue-zague: tecnologia ACS, varredura vertical, varredura horizontal, varredura diagonal.
8. Filtragem:
H.265 adiciona SAO
ALF é adicionado em H.266, brilho 7x7, croma 5x5
Três filtros de interpolação de subpixel diferentes podem ser selecionados para cada bloco de VP9:
8º pixel normal / 8º pixel suave, pode ser previsão suave ou difusa / 8º pixel nítido, pode ser previsão precisa
9. Tecnologia de aceleração
H.265 adiciona conjuntos de ferramentas paralelas, como Tile e WPP para melhorar a velocidade de codificação
O bloco divide a imagem em áreas retangulares. Um bloco de mosaico é uma unidade paralela básica. Pode haver vários blocos em algumas fatias e várias fatias em alguns blocos.
WPP: O nome completo é processo paralelo de frente de onda, que é a unidade de codificação básica do comportamento LCU.
Uma linha de bloco LCU é a unidade paralela básica e cada linha de LCU é um subfluxo
10. De outros
VP9 otimiza a precisão do 8º pixel do vetor de movimento, três filtros de interpolação de subpixel comutáveis, vetor de movimento de referência, codificação de entropia, filtragem de loop, ADST, DCT, etc.
Nível H.264: a descrição do vídeo, quanto maior o nível, maior a taxa de bits, resolução e fps do vídeo
H.266: JCCR de codificação conjunta de croma
Tecnologia HEVC IBDI
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