新一代通用视频编码标准H.266/VVC:现状与发展

摘要

相比于上一代标准，新一代通用视频编码标准(H.266/VVC)在同等质量下能够节省大约50%的码率，且适用于多种多样的视频应用场景。论文从H.266/VVC的关键技术出发，对标准的现状、实现和应用发展进行深入探讨。H.266/VVC沿用既往标准中的双层码流体系和混合编码框架，针对帧内预测、帧间预测、变换、量化、环路滤波等所有主要编码模块进行了技术革新，并为屏幕内容视频等应用提供了高效的专用编码工具。H.266/VVC标准目前已处于实用化阶段，官方参考软件VTM和开源编解码器VVenC/VVdeC是目前最具代表性的软件编解码实现。对H.266/VVC的性能分析可以看出：H.266/VVC针对高分辨率视频取得的编码增益更为突出；主要编码工具对性能的贡献通常以复杂度为代价，但也有部分编码工具在提升编码性能的同时可降低整体编码复杂度。H.266/VVC的硬件实现面临诸多挑战，发展明显滞后于软件实现，现有研究主要集中在对具体编码模块的硬件加速方面。H.266/VVC标准发布之后，下一代视频编码标准的发展目前仍围绕混合编码框架进行探索，聚焦在两大方向：超越VVC的增强压缩关注更为先进的、非神经网络的编码工具，基于神经网络的视频编码则探索采用神经网络的编码工具。除此之外，部分或完全跳出现有混合编码框架的端到端视频编码也在飞速发展，未来视频编码标准与神经网络结合成为趋势，但面临着计算资源依赖和稳定结构两方面的考验。

关键词

H.266/VVC标准 / 视频编码标准 / 编码模块 / 编解码器 / 神经网络

基金资助

国家自然科学基金资助项目(62171353,62101409); 陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2024JC-YBMS-463)