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Linux_13：H265

news 2026/5/12 1:11:22

1.H265的优势和特点

H265编码(也称之为HEVC编码-High Efficiency Video Coding )，它是继H264之后所制定的一个全新的视频编码标准。H265保留了许多H264的技术，并在H264的基础上使用了全新的技术来改善编码质量和画面质量。H265的优势在于超高的压缩比(压缩比高达1:200)编码超高清的分辨率，如：4K分辨率(3840 * 2160)、8K分辨率(7680 * 4320)，一般只有在编码超高清分辨率的时候才会用到H265编码，普通的分辨率如：1920 * 1080以下的分辨率只需要H264即可(这是由于H265虽然压缩比非常高，但是它的算法复杂程度也远超H264，对于一般播放器来说CPU运算也过于复杂)。

1.H265的帧内预测

1.宏块

H265的帧内预测比H264更加灵活，H264帧内预测只支持16 * 16的宏块。但是H265能够支持支持多种尺寸的宏块预测，包括4 * 4、8 * 8、16 * 16、32 * 32多种宏块的预测。

H264视频文件处理的宏块基本上都是固定16 * 16。而H265视频文件处理的宏块范围就比较广了，从4 * 4到32 * 32的宏块都可以进行编码。那么宏块广泛的好处就是H265编码的细节就会更加清晰，对绝大部分物体都可以进行清晰编码，这一点比H264编码要强。

2.预测模式

除了多种尺寸的宏块预测外，HEVC总共还提供了35种预测模式，对比H264的9种帧内预测模式。H265 的帧内预测模式是H264的4倍以上。

0：Planner模式，它主要适用于像素变化缓慢区域，它和其他模式相比能够动态调节视频质量
1：DC 模式，主要适用于大面积平坦区域
2-34就是33种角度预测，这33种角度模式，相当于33个角度向量的预测。

2.H265的帧间预测

1.划分方式

在HEVC中，帧间预测单元PU总共有8种划分方式，包括4种对称方式：2Nx2N、2NxN、Nx2N、NxN和4种非对称模式：2NxnN、2NxnD、nLx2N、nRx2N。PU指的是帧间预测的基本单元，每个单元通过帧间预测获得一组运动数据。

2.预测模式

HEVC定义了两种帧间预测模式：分别是帧间模式(inter mode)、合并模式(merge mode)。

1.Merge模式：

Merge模式会为当前预测单元建立一个MV候选表，在列表中存在着5个候选MV。通过遍历5个候选MV，同时进行失真率计算，最终选择失真率最低的MV作为最优的MV。假设编/解码依旧相同的候选表，编码器只需要传输最优MV索引，这样就可以大幅度节省运动信息传输数。(MV指的是运动向量)

在空域领域最多提供4个候选MV，最多使用5个候选中的4个候选块的运动信息，如列表所示按照A1-B1-B0-A0的顺序建立起来。这其中B2属于替补位置，当A1、B1、B0、A0中只有一个或者多个不存在的时候，此时就需要用到B2。下面我们来看看，时域候选列表的建立过程，它的过程如下：利用当前PU在邻近已编码图像中找到对应的PU位置的运动信息，相比于空域，时域候选表不能直接使用候选块的信息，它是需要根据参考图像位置来做对应的比例伸缩调整。

curr_PU表示的是当前PU(预测单元)、col_PU表示的是同位PU, td和tb分别表示图像cur_pic、同位col_pic与二者参与图像cur_ref、col_ref之间的距离，当前的PU时域候选

MV计算公式为：curPU = (td/tb)*colPU;

Inter模式：

Inter模式也称之为AMVP模式(高级运动向量预测-Adaptive Motion Vector Prediction )，它是利用空域、时域上运动变量的相关性，并且为当前PU建立了候选的预测MV列表。HEVC编码器会从中选出最优的预测MV。HEVC编码器从中选择最优质的预测MV，并对MV进行编码。下面我们来看看inter模式如何计算当前PU

从上面这张图我们可以看出，inter处理过程是从空域MV列表5个里面选择2个，时域MV列表2个选择1个，紧接着去除重复的MV，然后填补零矢量(填补0,0)，保留候选列表中前2个MV，最后选择出最优MV。

注意：这里要科普两个东西分别是空域和时域

空域：指的是像素域，换言之空域处理就是在像素级别进行处理，比方说像素叠加等等。

时域：自变量是时间，换言之横轴是时间，纵轴是信号的变化。