H265视频编码特点

报 告 人：孙学斌 学 院 ：精仪学院 学 号 ：1014202009 报告日期：2015 06 12,小波分析 报告,小波变换与视频压缩,报告提纲,一、课题背景,目前所用内镜诊治系统（主机）体积较大，通常需要台车放置、必须在特定的场地和环境下才可使用，无法满足野战、救灾、远程随行保健医疗、海岛及边防巡诊等条件下的需求，阻碍着野战内外科多种疾病的急救和及时诊治。,正如台式电脑向笔记本电脑的转变一样，我们可以展望，体积小、轻便、便宜、无需复杂装机的便携式可兼容电子内镜诊疗系统的研制，由现在的“台式主机”转为便携式“笔记本型主机”。,便携式电子内镜,实物图,二 、系统设计方案与数学问题,功能,三、小波方法与视频压缩,ITU:,ISO/IEC:,H.261,H.262,H.263 H.263+,H.264,MPEG1,MPEG2,MPEG4 (Part2),MPEG7,MPEG21,MPEG4(Part10),HEVC,（2003）,HEVC（High Efficiency Video Coding）,视频压缩的必要： 1min视频需要的存储空间：720*576*24*30*60=2G （视频大小*数据位*刷新率*时间1min）,（Moving Picture Experts Group）,视频压缩发展史：,(国际电信联盟远程通信标准化组织),视频图像分辨率支持1080P、4K 、8K 高清、超高清的图像,视频帧频从30 fps向60fps，支持120fps甚至240fps超高帧频,更低的传输码率,同等图像质量下，数据量只有MPEG2的1/16，MPEG4的1/6，H.264的1/2,更强的容错能力,在高达45%丢包率的不稳定网络环境下稳定传输，适用各种恶劣环境,更好的网络适应性,通过IP、无线、卫星等多种网络传输图像，适用各种工作场景,更高的图像质量,H.265视频编码特点,更高的图像帧频,峰值信噪比峰值信噪比（PSNR），一种评价图像的客观标准。PSNR是“Peak Signal to Noise Ratio”的缩写。通常在经过影像压缩之后，输出的影像都会在某种程度与原始影像不同。为了衡量经过处理后的影像品质，通常会参考PSNR值来衡量某个处理程序能否令人满意。它是原图像与被处理图像之间的均方误差相对于(2n-1)2的对数值(信号最大值的平方，n是每个采样值的比特数)，它的单位是dB。,视频编码评价标准,视频帧组成：,一个内帧是一个随机访问点。B图像不能作为其它图像的参考帧。为了在图像质量和数据速率之间作出调整，编码器允许（1）选择内帧I的频率和位置，（2）选择I和P之间双向预测帧B的数目。,I： 内帧 P：单向预测帧 B：双向预测帧,视频压缩算法,I 帧图像压缩算法,在空间方向上I帧图像，采用帧内预测压缩算法来去掉冗余信息,小波方法压缩图像,小波变换即对信源进行一系列的高通和低通滤波，并每次将数据采样率降为原来的一半，每次低通滤波输出源信息的低频信息，集中源信号的大部分能量，高通滤波器输出源信息的高频信息，所含信息很少，一次低通滤波后的信号往往存在大量的相关性，为了提高压缩性能可以对它在进行滤波。,小波压缩特点,小波方法压缩图像过程,二维小波函数分解是把尺度j的低频部分分解成四部分：尺度j+1的低频部分和三个方向（水平、垂直、斜线）的高频部分。,小波方法压缩图像,1、把信号分解成低频al和高频dl两部分，在分解中，低频al中失去的信息由高频dl俘获。 2、在下一层的分解中，又将al分解成低频a2和高频d2两部分，低频a2中失去的信息由高频d2俘获，如此类推下去，可以进行更深层次的分解。,帧间预测编码,前一时刻,后一时刻,残差时刻（后一刻-前一刻）,运动矢量图,基于块的运动矢量估值算法块匹配法,块补偿后的帧差图像,未补偿残差图像,16*16块补偿残差图像,8*8块补偿残差图像,4*4块补偿残差图像,残差图像=当前帧-运动补偿后的参考帧图像,快匹配法的匹配准则：,绝对值：,均方误差：,平均绝对帧差：,基于块的运动补偿和估计,真实景物视频中，运动对象轮廓很少具有块状边缘，椭圆物体运动，矩形物体静止，图片中包含运动对象和静止对象区域，很难找到匹配块。如果采用任意形状的区域进行匹配，效果更好。但对连续边界的识别、边界分割、对不同对象轮廓编码存在困难。,20,为了提高压缩率和视频清晰度，编码宏块根据帧差信息、区域信息量自动调节编码宏块的大小，帧差大的地方，区域信息多的地方分配的宏块小、密集,自适应矩形块匹配,块匹配搜索算法,二维对数搜索法,三步搜索法,半像素搜索算法，先对图像像素之间进行差值，寻找最佳匹配，匹配效果比整像素要好，运算量变大，算法实现起来复杂,全搜索算法：运算量大，一般不用,视频编码器,Thanks,小波分析报告,