本文主要是介绍多功能视频编码标准 H.266/VVC，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
视频技术的最新进展潜在地增加了对流传输和广播视频内容的需求。在今日 人们依靠视频来相识并建立联系，借助超高清(Ultra High Definition，UHD)、虚 拟现实(Virtual Reality，VR)和 360 全景视频等技术，人们可以在线捕捉并分享最 快乐最想记住的美好时刻。
毫无疑问，视频技术的快速发展带来视频数据量大的问题，而有效地压缩视 频将变得非常重要，特别是在处理高图像质量视频传输时。2013 年，高效视频编 码标准比之前的标准减少了 50%的比特。然而，由于视频技术将继续呈上升趋势， 现在的 H.265/HEVC 视频标准已难以满足人们，所以迫切需要研究多功能视频编 码标准来解决高图像质量视频带来的难题。所以，国际电信联盟和运动图像专家 组这两个标准化机构于 2017 年 10 月开始开发未来的多功能视频编码标准，将在 目前 H.265/HEVC 的基础上进行添加新的技术或改进其中已有的技术，目的是在 H.265/HEVC 基础上将码率再降低 50%。
H.266/VVC 编码框架
与上一代编码技术 H.265/HEVC 相比，H.266/VVC 编码框架仍由块划分、预测、变换量化、环路滤波、熵编码等多个模块组成，但在每个 模块中都添加了提高视频编码效果的关键技术。
（1）块划分
H.266/VVC 编码是基于编码单元来实现编码处理。首先将接收到的每帧视 频图像划分为许多个编码树单元(Coding tree units，CTU)，然后使用具有四叉树、 二叉树、三叉树的混合树结构将 CTU 划分为许多编码单元(Coding units,CU)，再 对每个 CU 进行预测等后续模块处理，最后得到视频压缩后的码流。
（2）预测
视频编码中预测模块是指利用视频图像帧中或相邻图像帧之间，像素与像素 之间存在极强的像素相关性的原理，来剔除时域和空域中的数据冗余，而预测模 块又分为帧内预测技术和帧间预测技术。
帧内预测是指考虑到图像块中存在空域 冗余的特性（即一帧图像内相邻像素之间存在较强的相似性），使用当前图像块 的邻近已编码处理过的像素块预测出当前块像素值的过程。在新一代视频编码 H.266/VVC 帧内预测中新增了许多技术，如更多角度方向预测、非正方形的广角 帧内预测(Wide-angle intra prediction for non-square blocks,WAIP)、位置决定的帧 内预测组合(Position dependent intra prediction combination，PDPC)、帧内子块划 分技术(Intra sub-partitions，ISP)、跨分量线性模型预测(Cross-component linear model prediction，CCLM)、多参考行帧内预测(Multi-line intra prediction，MLIP)、 矩阵加权帧内预测(Matrix based intra prediction，MIP)等技术。
帧间预测是指由于视频由不间断的图像帧组成，而相邻的图像帧之间存在极 强图像数据相似度，通过记录相邻已编码的图像帧与当前帧之间的运动信息，来 预测当前未编码帧，解决时域存在的数据冗余问题。在新一代视频编码 H.266/VVC 帧间预测中新增了如用于帧间预测的三角形划分、仿射运动补偿预 测等新技术。
（3）变换量化
变换是通常指将经过预测后的残差值进行离散变换(Discrete Transform，DT)。 由于图像大概率会具有简单纹理且平整的区域，经过变换处理后，将空域上较为 分散的这些区域的数据较为集中在变换域某个区域中，从而有效减少视频图像的 数据冗余。通常情况下，经过变换处理后的 DT 系数往往都处在一个较大的连续 取值范围。为了减少 DT 系数的取值范围，对连续的变换系数进行量化，实现进 一步减少数据量的目的，仅会损失一定的数据精度。在 H.266/VVC 中为了提高 变换和量化的计算速度，在编码时仍同时执行变换和量化。
除了 H.265/HEVC 中已有的 DCT2 变换核外，还新添加了 DST7、DCT8 变 换核，通过根据不同的预测模式选择适合的变换核，以达到最佳的变换效果。
（4）熵编码
在信息论中，熵编码是一种通用的无损数据编码压缩技术，该技术用二进制 流代替了图像数据信息。熵编码与变换和量化相结合，可显著减小视频图像数据。 熵编码将承载视频图像信息的数据（如运动矢量信息、变换量化系数等）变化为 可以进行存储或传输的二进制数据流。原始视频经过熵编码处理后便是压缩后的 码流。
（5）滤波及补偿
由于 H.266/VVC 视频编码是通过对 CU 进行块划分后再预测的，所以经过 H.266/VVC 视频编码后的视频会出现图像方块效应、振铃效应、图像质量差等失 真现象。为了减少视频失真现象所带来的不好视觉体验，H.266/VVC 编码中采用 去方块滤波(De-Blocking Filter，DBF)减少方块效应，并在 DBF 中参考重建的亮 度分量的水平来决定滤波器的强度，使得滤波效果更好。H.266/VVC 针对存在的 振铃效应现象，继续采用样本自适应补偿滤波进行削弱。同时，还应用了基于块 的自适应环路滤波(Adaptive Loop Filter，ALF) 以提高图像的主观质量评价的同 时提高 H.266/VVC 编码效率。
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