随着科技迅速发展,数字影音在多媒体这块领域里占了相当重要的角色,Youtube就是一个成功的例子。这当中又以高画质影音串流的比重最多,尤其需要相当高的比特率传送,为了能够在更高效率存取到更多的多媒体影音数据,以及视讯压在储存容量以及网络带宽双重限制之下,更加彰显了目前主流的视频压缩标准协议H.264(AVC)的不足。毕竟即便是高速带宽网络,在带宽超载时仍然会出现大量延迟,甚至网络断线的状况。所以高画质影音串流的快速流行,会让这个问题在未来变得更严重。因此,能够提供更高分辨率、更高画面更新率(Frames Per Second,FPS)、更高压缩率视讯应用的HEVC(H.265)标准协议因应而生。
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视频压缩标准从H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2,直至近几年主流H.264/AVC已经发展了好一段时间。虽然H.264(AVC)具有对以往的视频压缩标准不管是压缩效率以及网络传输的双重优势,顺利成为这么多年来视讯应用的主流标准,不过近几年多媒体影音的FPS从30 fps提高至60fps、120fps甚至是240fp;视讯分辨率也从720p全面提升至1080p,对高画质影音串流的需求持续不断提高。而H.265标准是在H.264标准的基础上发展起来的,结合H.264在视讯应用的重要角色,能够预见H.265标准协议在未来的大好前景。目前主流电视组织以及媒体运营商虽然选择H.264作为媒体格式标准,但也已积极参与H.265标准的研究。与H.264/AVC相比,HEVC能够提供更多不同的工具来减少比特率,就以编码单位举例,H.264/AVC每个编码单位大小固定为16x16,而HEVC之编码单位默认从最小8x8到最大64x64。
HEVC编码架构与H.264/AVC 相似,主要分为两个部分,网络提取层和视讯编码层。HEVC的网络提取层和H.264/AVC相同,在封包传输上亦使用网络提取层,其设计的目的主要是为了提供网络友善性的服务,让视讯编码层在网络传输上更为方便和有效率。而在视讯编码层方面也大致上和H.264/AVC的架构相似,包含了画面内预测、画面间预测、转换、量化、去区块滤波器、熵编码等,但在HEVC编码架构中,这部分被分成了三个基本的单位,分别是:编码单位、预测单位和转换单位。
HEVC为了达到更佳的压缩率,采用比起以往更加复杂、精准的编码架构,包括比起H.264/AVC更多选择的区块大小、更多种画面内及画面间的预测模式、全新的内嵌式循环滤波器,使其预测可以更加准确,达到更低的比特率。虽然编码效能提升,但因这些架构使得编码端的复杂度大大提升。HEVC的视讯编码压缩技术能够让相同的的画面及质量的电影文件容量大小缩减一半,所需耗时下载的时间也能缩减一半,为有限的网络带宽提供了完美的解决方案。
HEVC(H.265)标准预计将于2013年2月发布正式版本,未来不管是个人计算机或是行动装置设备将会内建一颗HEVC芯片,所以针对硬件方面,未来支持播放HEVC的个人计算机或是行动装置设备之硬件规格需求亦会有更高的限制标准。但其在压缩效率以及并行处理能力、网络传输三方面的提升及改善,相信能够把视讯编码压缩技术以及相关应用推向更高的高度。