高效率视频编码的层级与等级
高效率视频编码的层级与等级是指在高效率视频编码（HEVC/H.265）标准中，为了应对不同应用的需求，因此制定了“层级”（tier）注：目前没有公定译名与“等级”（level）注：目前没有公定译名将其编码出来的比特流做了限制[1][2]。低的层级相较于高的层级会有更多的限制，同样低的等级相较于高的等级会有更多的限制。当一个解码器符合给定了的层级与等级，代表此解码器也被要求必须能解码用该层级/等级及较低层级/等级所编码出来的比特流。
层级Tiers
[编辑]层级的制定是为了面对不同的应用，对其最大比特率做限制。HEVC标准中定义了Main以及High两种层级，Main tier的层级较High tier来得低。Main tier是为了大部分的应用而设计，High tier则是为了应付高要求的应用而设计。
等级Levels
[编辑]等级为比特流设置了一组限制。HEVC标准中定义了13个等级，其限制包含了该比特流的：
当等级低于4时，只有Main tier被允许使用。
各层级与等级的最大属性值
[编辑]| Level | 最大 亮度采样率 （取样数/秒） |
最大 亮度画面大小 （取样数） |
最大比特率于 Main及Main 10 profile （kbit/s）[A] |
最大比特率于 Main 12 profile （kbit/s） |
最大比特率于 Main 4:4:4 12 profile （kbit/s） |
最大比特率于 Main 4:4:4 16 Intra profile （kbit/s） |
画面分辨率示例@最大画面更新率[B] (MaxDpbSize[C]) 按此显示/隐藏其他例子
|
MinCR[D] | 最大 slice数量[E] |
最大 tile数量[F] | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Main tier | High tier | Main tier | High tier | Main tier | High tier | Main tier | High tier | 行数 | 列数 | ||||||
| 1 | 552,960 | 36,864 | 128 | - | 192 | - | 384 | - | 1024 | - | 128×96@33.7（6） 176×144@15.0（6）
|
2 | 16 | 1 | 1 |
| 2 | 3,686,400 | 122,880 | 1,500 | - | 2,250 | - | 4,500 | - | 12,000 | - | 176×144@100.0（16） 352×288@30.0（6）
320×240@45.0（6） 352×240@37.5（6） |
2 | 16 | 1 | 1 |
| 2.1 | 7,372,800 | 245,760 | 3,000 | - | 4,500 | - | 9,000 | - | 24,000 | - | 320×240@90.0（12） 640×360@30.0（6）
352×240@75.0（12） 352×288@60.0（12） 352×480@37.5（6） 352×576@33.3（6） |
2 | 20 | 1 | 1 |
| 3 | 16,588,800 | 552,960 | 6,000 | - | 9,000 | - | 18,000 | - | 48,000 | - | 352×480@84.3（12） 960×540@30.0（6）
352×576@75.0（12） 640×360@67.5（12） 720×480@42.1（8） 720×576@37.5（8） |
2 | 30 | 2 | 2 |
| 3.1 | 33,177,600 | 983,040 | 10,000 | - | 15,000 | - | 30,000 | - | 80,000 | - | 720×480@84.3（12） 1280×720@33.7（6）
720×576@75.0（12） 960×540@60.0（8） |
2 | 40 | 3 | 3 |
| 4 | 66,846,720 | 2,228,224 | 12,000 | 30,000 | 18,000 | 45,000 | 36,000 | 90,000 | 96,000 | 240,000 | 1,280×720@68.0（12） 2,048×1,080@30.0（6）
1,280×1,024@51.0（8） 1,920×1,080@32.0（6） |
4 | 75 | 5 | 5 |
| 4.1 | 133,693,440 | 20,000 | 50,000 | 30,000 | 75,000 | 60,000 | 150,000 | 160,000 | 400,000 | 1,280×720@136.0（12） 2,048×1,080@60.0（6）
1,280×1,024@102.0（8） 1,920×1,080@64.0（6） |
4 | ||||
| 5 | 267,386,880 | 8,912,896 | 25,000 | 100,000 | 37,500 | 150,000 | 75,000 | 300,000 | 200,000 | 800,000 | 1,920×1,080@128.0（16） 4,096×2,160@30.0（6）
2,048×1,024@127.5（16） 2,048×1,080@120.0（16） 2,048×1,536@85.0（12） 2,560×1,920@54.4（8） 3,672×1,536@46.8（8） 3,840×2,160@32.0（6） |
6 | 200 | 11 | 10 |
| 5.1 | 534,773,760 | 40,000 | 160,000 | 60,000 | 240,000 | 120,000 | 480,000 | 320,000 | 1,280,000 | 1,920×1,080@256.0（16） 4,096×2,160@60.0（6）
2,048×1,024@255.0（16） 2,048×1,080@240.0（16） 2,048×1,536@170.0（12） 2,560×1,920@108.8（8） 3,672×1,536@93.7（8） 3,840×2,160@64.0（6） |
8 | ||||
| 5.2 | 1,069,547,520 | 60,000 | 240,000 | 90,000 | 360,000 | 180,000 | 720,000 | 480,000 | 1,920,000 | 1,920×1,080@300.0（16） 4,096×2,160@120.0（6）
2,048×1,024@300.0（16） 2,048×1,080@300.0（16） 2,048×1,536@300.0（12） 2,560×1,920@217.6（8） 3,672×1,536@187.5（8） 3,840×2,160@128.0（6） |
8 | ||||
| 6 | 1,069,547,520 | 35,651,584 | 60,000 | 240,000 | 90,000 | 360,000 | 180,000 | 720,000 | 480,000 | 1,920,000 | 3,840×2,160@128.0（16） 8,192×4,320@30.0（6）
4,096×2,048@127.5（16） 4,096×2,160@120.0（16） 4,096×2,304@113.3（12） 7,680×4,320@32.0（6） |
8 | 600 | 22 | 20 |
| 6.1 | 2,139,095,040 | 120,000 | 480,000 | 180,000 | 720,000 | 360,000 | 1,440,000 | 960,000 | 3,840,000 | 3,840×2,160@256.0（16） 8,192×4,320@60.0（6）
4,096×2,048@255.0（16） 4,096×2,160@240.0（16） 4,096×2,304@226.6（12） 7,680×4,320@64.0（6） |
8 | ||||
| 6.2 | 4,278,190,080 | 240,000 | 800,000 | 360,000 | 1,200,000 | 720,000 | 2,400,000 | 1,920,000 | 6,400,000 | 3,840×2,160@300.0（16） 8,192×4,320@120.0（6）
4,096×2,048@300.0（16） 4,096×2,160@300.0（16） 4,096×2,304@300.0（12） 7,680×4,320@128.0（6） |
6 | ||||
- A Profile的最大比特率是基于profile的比特深度（bit depth）、彩度（chroma）取样和profile type，三者的组合来决定的。Profile是12-bit的时候最大比特率增加1.5倍，16-bit profile时则增加为2倍。当彩度取样是4:2:2 profile时最大比特率增加1.5倍，4:4:4 profile时则增加2倍。当使用Intra profile时最大比特率增加2倍[3]。
- B HEVC支持的最大画面更新率为300fps[2]。
- C MaxDpbSize是decoded picture buffer允许的最多画面张数。当画面是在该等级下最大的大小时，MaxDpbSize均为6。而当目前画面相较于该等级的最大画面大小限制来的小时，MaxDpbSize可以用4/3×、2×、4×的倍数，渐进增加到最多16张画面[1][2]。
- D MinCR是该等级的最小压缩比[2]。在4:2:2和4:4:4彩度取样的profiles下，MinCR限制减少到其基本值的一半；在Intra profiles则是其值减半[3]。
- E 最大slice数量是在最大分辨率及最大画面更新率下，每张画面中能允许的最大slice数量[2][4]。
- F 最大tile数量是每张画面中能允许的最大tile数量。而每秒允许最大tile数量的计算方式，为每张画面允许的最大tile数量乘以120[2][5]。
参见
[编辑]- 高性能视频编码
- 超高清电视（Ultra high definition television, UHDTV） - Digital video formats with resolutions of 3840×2160 and 7680×4320
- H.264/MPEG-4 AVC - 相较于高性能视频编码（HEVC）的前一代标准
- VC-1 - 微软开发的视频编码标准
参考资料
[编辑]- ^ 1.0 1.1 G.J. Sullivan; J.-R. Ohm; W.-J. Han; T. Wiegand. Overview of the High Efficiency Video Coding (HEVC) Standard (PDF). IEEE Trans. on Circuits and Systems for Video Technology. 2012-05-25 [2012-09-14]. （原始内容存档 (PDF)于2020-01-08）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 H.265 : High efficiency video coding. ITU. 2013-06-07 [2013-06-07]. （原始内容存档于2021-01-01）.
- ^ 3.0 3.1 3.2 David Flynn; Matteo Naccari; Chris Rosewarne; Karl Sharman; Joel Sole; Gary Sullivan; Teruhiko Suzuki. High Efficiency Video Coding (HEVC) Range Extensions text specification: Draft 7. JCT-VC. 2014-04-06 [2014-04-06]. （原始内容存档于2014-04-07）.
- ^ Minhua Zhou. AHG9: on number of slices constraint. JCT-VC. 2012-10-01 [2012-11-27]. （原始内容存档于2021-02-24）.
- ^ Minhua Zhou. AHG9: on number of tiles constraint. JCT-VC. 2012-10-01 [2012-11-27]. （原始内容存档于2021-02-24）.