淺析超高清數字電視視頻壓縮編碼技術

彭力

遼寧省廣播電視錦州醫巫閭山轉播臺 遼寧錦州 121300

對于電視傳媒技術來講，在不斷發展過程中已經實現了，由過去標清到現如今高清的轉變，并且已經漸漸向超高清進行發展，這對于數字電視和高清產品來講是具有非常大的進步的[1]。在上個世紀末西方經濟發達的一些國家，包括美國以及日本等都已經進行了超高清數字電視的研發，并且取得了非常顯著的成就，而對于我國來講雖然起步時間比較短，但是在限售期的日常生活與工作當中，超高清數字電視都為人們提供了非常大的便利，所以在下文當中就將針對超高清電視使用過程中電視視頻壓縮編碼技術進行介紹。

1 超高清數字電視視頻壓縮編碼技術介紹

對于超高清數字電視視頻壓縮編碼技術來講之所以要進行深入研究并進行講解，主要目的就是為了能夠對當前超高清數字電視的視頻壓縮標準進行逐步完善，從而滿足在快速發展的技術背景下進行數據寬帶傳輸的使用要求，保證數字電視畫面能夠真正實現超高清化。以4:2:0的色度采樣為例，超高清數字電視在使用過程中所接收到的信號圖像模式是4K，那么圖像的原始數據率應該為2.8Gbit/s。若是圖像模式為8K那么數據率，則需要上升到11Gbit/s。在進行視頻壓縮的過程中，如果使用較為傳統的視頻壓縮標準及相關技術，那么在壓縮之后4K模式的圖像所得到的數據壓縮量要小于20M/bit/s，該數據壓縮量已經基本上滿足了，再進行視頻圖像處理時的相關工作要求，但最主要的缺點就是采用這種傳統的要求方式，會給寬帶傳輸提出更高要求。所以為了能夠將圖像進行更好的壓縮，同時降低寬帶傳輸過程中的要求，世界各國都在針對視頻壓縮技術進行進一步的研究，并著手探討新的并且符合當前視頻圖像壓縮標準的視頻壓縮編碼技術。HEVC編碼技術是在過去H.264/AVC基礎上進行進一步發展并研究的視頻編碼技術，主要是在當前超高清電視進行視頻壓縮時進行使用，能夠保證視頻圖像壓縮所獲得的效果更好，而且相比較于之前的視頻圖像壓縮效果來講，整體效果能夠提高一倍。正因為新型視頻編碼技術的優點，所以也在當前已經漸漸取代傳統的視頻編碼技術，變成當前超高清電視進行視頻壓縮時的主要技術[2]。

2 超高清數字電視視頻壓縮HEVC編碼技術

2.1 編碼技術結構

對于新型的視頻壓縮編碼技術來講，相比較于過去傳統的編碼技術具有很大的區別，雖然整體的框架仍然是傳統編碼框架，但是內部的各結構都進行了全面的創新，變得更加擁有靈活性。以H.264編碼框架結構為基礎新型的編碼技術創新出了一種更加新穎的四叉樹超大尺寸的編碼結構，在該編碼結構當中融入了CU以及PU和TU這三種方式，而且通過這三種方式將過去傳統編碼結構當中的分隔以及預測和編碼，高保真以及高分辨率視頻圖像等進行了分隔，主要目的就是為了保證在進行視頻壓縮的過程中所取得的實際編碼效果要更好。除此之外，對于新型視頻壓縮編碼技術來講，在該結構當中所采取的塊結構相比較于過去的傳統編碼技術要更大，最大的編碼單元當中可以保證編碼像素達到64×64的標準。

2.2 幀內預測編碼技術

對于新型視頻壓縮編碼技術來講，還可以通過HEVC幀內預測編碼技術，對超高清電視的視頻進行編碼操作。對于該編碼技術來講，同樣是以傳統的視頻壓縮編碼技術框架為基礎的，只是在進行視頻壓縮的過程中能夠通過時預測操作來保證視頻壓縮效果得到提升。同時在進行視頻壓縮的過程中，為了能夠保證視頻壓縮的效率得到提升，這種編碼技術采用了與傳統編碼技術不同的方向性幀內預測模式，而且由這種技術提供了高達35種的預測模式，保證在進行編碼的過程中能夠進行全方位的預測，包括方向性的以及非方向性的預測。在這一編碼技術支持下，能夠保證pu預測單元的預測操作成功性得到全面的提升。

2.3 環路濾波技術

對于環路濾波技術來講，本身同樣是屬于HEVC視頻壓縮編碼技術當中的一種，對于該技術來講，能夠在實際應用過程中使視頻壓縮時的濾波效果更好，在實際操作過程中會使用到去塊效應濾波器以及自適應樣點補償濾波器和自適應環路濾波器，通過這些濾波器，能夠對視頻壓縮過程中的反量化后的圖像進行更深層次的處理。對于去塊效應濾波器來講，和傳統視頻壓縮編碼技術當中的技術原理相同，而對于自適應塊點補償濾波器和環路濾波器來講，這兩者都是新型視頻壓縮技術當中的關鍵技術相比較于去塊效應濾波器，除了對塊邊緣進行濾波之外，還能夠對塊中的任何像素進行過濾。首先，是自適應樣點補償濾波器。對于該濾波器來講，是在完成去塊效應濾波處理工作之后，對塊中的每個像素使用自適應樣點補償濾波器進行特征分類，然后根據像素的不同特征來進行不同程度的補償。而如果進行詳細劃分，自適應樣點補償濾波器可以分為兩種，分別是袋狀以及邊緣狀[3]。為了能夠使LC U進行獨立的解碼，在單獨的LC U頂行和底行像素都不能夠對模板進行處理，所以對于左列和右列的像素來講，也不能夠對模板進行單獨處理。其次，就是自適用環路濾波器。對于該濾波器來講，進行應用的主要作用是為了能夠保證在進行視頻壓縮時，視頻重建時圖像不會失真。所以在進行超高清電視視頻壓縮編碼的過程中，自適應環路濾波器主要就是為了能夠保證色度以及亮度分量過程中的準確性，從而實現真正的視頻壓縮及解碼。

3 結語

綜上所述，作者在本文之中對其進行了全面的剖析，對于超高清視頻電視視頻壓縮解碼技術來講，在技術不斷發展過程中，已經全面實現了由標清到超高清的轉變，對于數字傳媒領域來講超清視頻電視的應用會變得越來越普遍，同時技術的發展也會變得越來越嫻熟，對現如今人們的日常生活及生產產生更加深遠的影響。所以在不斷發展過程中，需要就當前高清數字電視的視頻壓縮編碼技術進行不斷的深入研究，滿足人們社會及生活發展的實際需要。