22 October 2013

在新一代视频编码标准HEVC中,为了适应大分辨率视频并提供更灵活的编码块选取,引入了基于四叉树的分块结构。下面是其中一些重要概念。

CTU(Coding Tree Unit):类似于H.264里的MB;可以在SPS中指定CTU大小的上下限。一个视频帧,更准确说是一个视频片(Slice),将被划分为许多个CTU来处理。每一个CTU都将按照一棵四叉树来进行分块。

CU(Coding Unit):CTU可以选择进一步划分或不划分。当CTU不再划分时,它就成了CU;当CTU按照四叉树形式划分时,四叉树的叶子节点就是一个个的CU。 CU是进行编码的基本单元,编码过程就是按照从左上到右下的顺序依次处理每个CU。每一个CU选择采用帧内预测模式还是帧间预测模式。

PU(Prediction Unit):对于帧内预测的CU,有两种划分方式:直接作为一个PU,或按2x2方式划分为四个PU;对于帧间预测的CU,则有8种划分方式,将其划分为不同大小和形状的PU。

TU(Transform Unit):以CU为根构造一个残差块的四叉树,这棵树的叶子节点就是一个个的TU。对于帧间预测的CU来说,一个TU可能包含多个PU,也就是说HEVC中多个PU预测的残差可以放在一起进行变换。

这样的划分机制十分灵活,允许编码器针对不同分辨率视频来选取适合的块大小,从而在编码效率和复杂度之间选择良好的折中。 同时,基于四叉树的设计又为不同大小的块提供了一致的表示方法,使得很多处理可以递归实现。 HEVC能够取得比H.264好一倍的压缩效果很大程度上得益于新的块划分结构。

更多信息可参见论文《Block Partitioning Structure in the HEVC Standard》