超高清数字电视视频压缩编码技术与发展趋势分析

（吉林广播电视台，长春 130021）

在科学技术发展作用下，电视技术已经发展为超高清电视。随着超高清数字电视技术的发展与进步，人们的生活与工作都发生了极大的改变，也为信息产业带来了新的机会和广阔的市场，它必将成为新的经济增长点，从而获得前所未有的发展。而视频压缩编码技术对超高清电视的普及和发展有着极为重要的作用与地位，通过对编码技术的深入探索与分析，超高清电视技术面临的难题终将逐渐破解。

1 超高清数字电视视频压缩编码技术要点

1.1 HEVC/h.265编码结构

通常情况下，HEVC编码结构属于规模极大的四叉树编码结构中的一种，通过变换、预测、编码等单元实现视频数据精准的预测与分割等工作。其主要特征就是使用的结构极大，其中编码单元最大像素甚至可达到64×64。当HEVC编码单元实际运行期间，会通过四叉树递归模式针对视频信息像素块进行分割处理，这时大块结构为64×64，小块结构为8×8，同时还可确保所有结构形状为正方形[1]。对比上一代AVC/H.264编码方式来说，在码率减小51%～74%的情况下，却获得比上代压缩技术同样甚至超过的图像质量。

变换单元的主要功能就是针对编码单元进行预测，其规模远远高于所有编码单元规模，而单元形状可为正四边形。根据不对称分割与对称分割方法，可将结构块划分为正方形或各个正四边形。

1.2 帧内预测编码

帧内预测编码主要是在空域中进行压缩处理，这与H.264具有较强的一致性。而为了促进帧内压缩质量快速提升，HEVC编码主要具有35种预测编码模式，期中33个是方向性预测。它测的主要作用是确保帧内预测精准度的提升，而非方向性预测的作用就是针对纹理较为平滑区域进行预测[2]。其中也不需要对所有预测单元都进行全面预测，在实际运行期间仅需要确保非方向性预测数量保持不断，而方向性预测数量会在预测单元规模作用下不断发生改变，其中最大可为64×64，最小则为4×4，虽然方向性预测具有较大差异，但差值都拥有较强精准性。

这种预测编码模式虽然可以有效促进帧内预测精准度的提升，但各种预测模式的复杂性也有了明显的提高。这时HEVC则会结合预测单元规模针对方向性预测数量进行科学设置，而预测复杂程度仍相对较高，这就导致其成为帧内预测分析需要解决的主要问题。

1.3 环路滤波技术

首先，样点补偿滤波器。当去块效应滤波处理结束时，样点滤波补偿器就结合所有像素运用特点实施科学的分类处理，接着再进行针对性补偿处理。其中补偿处理模式主要可分为两种，即边缘补偿与带状补偿。通常情况下，带状补偿就是将相应区域中的各种像素划分为各种条带，而各条带中具有的像素强度间隔有着较强相似性。同时带状补偿时以0至最大值这一范围为基础，将强度间隔划分为32个，各间隔之间都存在相应的补偿数值。另外，间隔还科学分为两组，并运用一组间隔进行编码传输处理，以此实现比特数的节约。边缘补偿则是针对当前像素与相邻像素进行科学分析与比较，接着再识别与分类当前像素，这就可在解码期间利用识别方法实现对应补偿处理。

其次，环路滤波器。环路滤破器在降低编码图像解码噪音过程中，通常会以像素状态为基础，明确块中的色度分量与亮度分量应怎样进行使用。在进行色度分量期间，环路滤波器属于点对称的二维FIR滤波器，但在色度分量期间，则属于5×5的对称矩形二维FIR滤波器。另外，HEVC主要将环路滤波器分为两种形态，也就是以像素为基础的滤波器和以区域为基础的滤波器。其中像素滤波器可根据实际需求将图像划分为16组，并确保各组都使用相应滤波器进行处理。而区域滤波器则是将图像划分为16块，同时将各块与最大块编码单元进行对齐处理，接着使用滤波器针对各块进行科学处理。

2 超高清数字电视视频压缩编码技术优势

超高清数字电视视频压缩编码技术主要具有以下优势：首先，HEVC编码的最大优势就是更高的压缩率，直接的好处就是降低了视频信号的存储和传输的成本；其次是更低的数据码率，在同等图像质量前提下，数据量只有MPEG2的1/16，MPEG4的1/6，H.264的1/2；最后是更高的画质提升，通过“Deblockingfilter”功能在运动侦测区块重建时，尽量将边缘区域平滑化，从而提升了整体图像质量。

3 超高清数字电视视频压缩编码技术发展趋势

超高清数字电视是为来电视发展的必然方向，人们对画面质量的追求永无止境，对完美再现自然景物的努力不会停息。4k→8k→16k→……它将会在我们生活领域各个方面中得以应用。在通信技术与科学技术不断创新作用下，通过日益提高的编解码技术和传输带宽的不断提升，为超高清数字电视技术在各个领域中的应用和推广创建有力条件。如：随着5G和IP技术的发展与实现，超高清数字电视视频压缩编码技术得到了完美的展现，这也必将促进超高清数字电视全面发展与使用。

4 结束语

综上所述，近些年HEVC视频编码技术得到了快速发展和完善，对超高清电视的普及和发展做出了巨大贡献，并在较多行业中有着极为广泛的使用。为了更好的拓展超高清电视的应用范围，就需要不断推陈出新，完善编码技术的先进性，为我国广播电视行业快速持续发展奠定坚实基础。