HEVC

　　技术简介

　　视频压缩已经是我们生活中必不可少的家庭娱乐之一，如果没有它的存在，那么我们将活在一个全球范围内只有几十个电视频道的世界里，放在眼下那简直是无法想象的。数字技术首次出现在英国，那时候人们已经有了电视机，通过数字技术的不断进化演变，地面电视频道迅速地从5个发展到了30多个，极大的丰富了人们的日常生活娱乐。

　　当初的人们可观看的电视内容并不多

　　但是，现有的压缩方案，比如H.264、MPEG-4等等仍然是非常落后的技术，也许你会说像苹果iTunes中的各种视频内容下载、天空台高清电视频道的编解码器等都使用H.264技术，但如今我们正在引进更高效率视频编码(HEVC，即H.265)却仍然是不争的事实。

　　HEVC压缩方案可以使1080P视频内容时的压缩效率提高50%左右，这就意味着视频内容的质量将上升许多，而且可以节省下大量的网络带宽，对于消费者而言，我们可以享受到更高质量的4K视频、3D蓝光、高清电视节目内容。

　　视频压缩方案主要被运用在提高画面质量上

　　实际上，HEVC和H.264视频编码的差异是极小的，至少在主要性能上是相同的，它们都能使画面实际编码的画幅变得更大，比如从2K到4K、从4K到8K分辨率的变化，它们的目的是使得全高清视频的播放速率变得更快。Netflix公司在2013年的CES展会上已经演示过该技术。

　　各种4K高清设备都需要HEVC协议支持

　　HEVC可以被认为很快即将流行的协议标准，因为不管是3D蓝光播放器还是其他的一些流媒体播放器，它都急需一个新的编解码器，以达到播放4K内容的能力。非常可喜的是HEVC协议标准的整个框架结构已经被确定，它将在H.264标准2至4倍的复杂度基础上，将压缩效率提升一倍以上。

　　当然，新的编解码器也有不可避免的缺点，它们不支持大多数硬件，通常需要效率更高，更多的处理器来辅助，这意味着，如果有一个固件需要更新，而编解码器却跟不上升级速度的话，那么我们的电视机顶盒和蓝光播放机是无法播放HEVC编码内容的，需要等待解决方案出现后才能继续使用。

　　松下公司已明确支持HEVC协议标准

　　即便如此，世界上许多知名电视机品牌和媒体运营商依然将HEVC协议标准作为未来主要研发的媒体格式，比如松下公司就已经明确表态，要在其未来的4K电视及OLED电视上使用该协议。相信在不久之后，HEVC协议标准一定会以强劲的压缩效率表现，将视频压缩技术推向全新的高度，成为各电视和广播载体的标杆。[2]

　　发展历史

　　早在2004年，ITU-T视频编码专家组（VCEG）开始研究新技术以便创建一个新的视频压缩标准。在2004年10月，H.264/ AVC小组对潜在的各种技术进行了调查。2005年1月VCEG的会议上，VCEG开始指定某些主题为“关键技术”作进一步研究。2005年成立软件代码库称为Key Technical Areas （KTA）用来评估这些新的“关键技术。KTA的软件是在联合模型（JM）基础上由MPEG和VCEG的视频组联合开发的，项目名称暂定为H.265和H.NGVC（Next-generation Video Coding），此项目在2010年最终演化为由VCEG和MPEG合资项目也叫做HEVC（High efficiency video coding）。

　　按照NGVC的初步要求，在维持视觉质量相同的情况下，比特率较H.264/MPEG-4 AVC的高中档（high profile），计算复杂度维持在比特率较H.264/MPEG-4 AVC的高中档的1/2至3倍之间。 “H.265” 只是作为 “高性能视频编码（HEVC）”一个昵称。2009年7月，实验结果表明比特率相较于H.264/AVC High Profile平均降低20%左右，这些结果促使MPEG与VCEG合作发起的新的标准化工作。

　　2010年1月，VCEG和MPEG开始发起视频压缩技术正式提案。相关技术由视频编码联合组（Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC）)审议和评估，其合作小组第一次会议于2010年4月召开大会，一共有27个完整的提案。评价结果表明，一些提案在许多测试用例可以达到只用一半的比特率并维持H.264/AVC相同的视觉质量。在这次会议上，联合项目名改称为高效率的视频编码（HEVC），并且JCT-VC小组把相关技术集成到一个的软件代码库和标准文本草案规范，并进行进一步实验，以评估各项功能。

　　2012年2月10日，在美国圣何塞召开了第99届MPEG会议。MPEG组织和ITU-T组织对JCT-VC的工作表示满意，准备于2013年1月，同时在ISO/IEC和ITU-T发布HEVC标准的最终版本。

　　2013年1月26号，HEVC正式成为国际标准。

　　主要特点

　　HEVC草案设计，包括各种编码技术：

　　树状结构的预测和残差块分割

　　扩展预测块大小（最多为64×64）

　　变尺寸块变换（从4x4到32x32离散余弦变换，还有4x4离散正弦变换）

　　整数逆变换

　　基于多达33个方向的帧内预测与预测类型

　　基于模式依赖正弦/余弦变换

　　自适应运动矢量预测选择机制（AMVP）

　　Merge模式及基于Merge模式的Skip模式

　　基于空间和时间的运动矢量预测

　　多帧运动补偿预测

　　高精度运动补偿插值（亮度8tap，色度4tap）

　　去块滤波器

　　采样自适应滤波器 (SAO)

　　上下文自适应二进制算术编码（CABAC）

　　进度表

　　HEVC标准时间表如下：

　　2012年2月：委员会草案（完整的标准草案）

　　2012年7月：国际标准草案

　　2013年1月：国际标准最终草案（准备被批准为标准）

　　应用前景

　　以视频网站为例，运营最大的支出成本就是宽带成本。一旦采用新型视频压缩标准以后，视频的带宽成本将大幅降低，“动画片的带宽成本将降至现有成本的1/3，普通影视作品将降至现有成本的一半。”

　　电影、动画片等视频经HEVC视频压缩服务后，手机用户观看在线视频不仅流量耗费大大减少，且下载速度会更快，画质基本不会受到影响，即使在线观看也会更流畅，不会老是卡机。