海康：H.265技术特征及应用趋势浅析

【中国数字视听网讯】在2010年，ITU-TVCEG和ISO/IECMPEG共同立项了联合项目HEVC（HighEfficiencyVideoCoding），开始研究和制定下一代视频压缩标准，将主要目标定义为在1080P分辨率上，相比当前主流的视频压缩算法提高一倍左右的压缩比，并提供更高分辨率的有效支持。这一标准，也被视为目前安防行业普遍应用的H.264/AVC算法的继任者H.265。2013年初，HEVC通过标准组织第一阶段审批，正式名称为ITU-TH.265。据悉，H.265的整个标准化程序将在2014年左右完成，本文就H.265的性能、关键技术、复杂度、应用趋势和产业影响等方面进行简单的分析。

一．性能指标

H.265作为新一代的视频压缩技术，其核心的优势在于相比之前的历代标准，可以在同样的图像质量下，大幅降低压缩码率。

从客观效果提升上看，根据测试H.265在1080P分辨率下相比H.264码率降低一半左右，并且分辨率越高优势越显著。下图是以标准测试序列KristenandSara（720P60）和Kimono1（1080P24）所得的结果。可以看出，720P下的码流降低幅度约30%~40%，1080P下约40%~50%。总体而言，H.265相对于H.264/AVC客观性能的提升幅度已达成目标。

图1.H.265与各压缩标准的客观性能比较[1]

图1.H.265与各压缩标准的客观性能比较[1]

需要指出的是，H.265的压缩性能提升主要体现在高清图像上，对于标清及更小分辨率的图像幅度有限。对于高清图像，如果其纹理复杂锐利，也较有可能无法达到上述性能。

在主观图像测试方面也获得了类似的结果，1080P下H.265在节省了约50%码流的同时，所得的图像质量与H.264相当。

表1.H.265与H.264的主观效果比较[1]

二．技术特征

H.265与H.264所采用的基础框架类似，在各个主要的技术点上都进行改进，尤其是引入了图像块自适应四叉树划分，并采用一系列变尺度的图像纹理特征自适应编码技术，较大幅度提升了图像平坦区域的压缩能力。各种先进的技术共同作用，使新标准获得了性能的显著提升。

图2. H.265的编码框架[2]

H.265相对于H.264比较大的改进是：

1）在图像分块以及运动补偿、变换块方面，支持更大尺寸和更多种类；

2）更灵活丰富的帧内/帧间预测、运动矢量预测和变换模式；

3）增加环内采样自适应滤波SAO；

4）提供TILE模式等技术，更好地支持并行处理。

这些新技术的运用，不但有效地提高压缩性能，也为充分地考虑了设计上的可并行性，为各种处理器平台的有效实现扩展了空间。