1.3 H.266/VVC簡介

1.3.1 標準化歷程

近年來，隨著高清、超高清視頻應用逐步走進人們的視野，視頻編碼技術受到了巨大的挑戰。此外，各式各樣的視頻應用也隨著網絡技術、視頻采集處理技術和存儲技術的發展不斷涌現。如今，數字視頻廣播、視頻會議會話、短視頻、沉浸式視頻體驗、遠程監測、醫學成像和便攜攝影等，都已走進人們的生活。同時，由于遠程辦公的興起，在視頻會議場景中更多時候需要對屏幕內容（PPT、文檔、表格等）進行分享。因此，視頻應用的多樣化和高清化趨勢對視頻編碼性能提出了更高的要求。為此，2015年10月VCEG和MPEG再次組建聯合視頻探索小組（Joint Video Exploration Team, JVET），評估可用的壓縮技術并研究下一代視頻編碼標準的要求，開發了JEM（Joint Exploration Model）參考平臺，為新一代視頻編碼標準H.266/VVC的研發和制定做準備。

2015年10月至2017年7月，針對標準動態范圍（Standard Dynamic Range, SDR）視頻，多項編碼工具和技術提案被評估，JEM經歷了7個版本的不斷演進。

2016年10月至2017年10月，為支持AR和VR等新興視頻應用，JVET研究了針對360度全景視頻的編碼技術。JVET對全景視頻的前后處理、編解碼和質量評估等重要技術開展了系統性研究，建立了360Lib參考軟件平臺。

2017年10月，ITU-T VCEG和ISO/IEC MPEG正式共同發布了新一代視頻編碼標準的技術征求書（Joint Call for Proposals）。新一代視頻編碼標準的目標不僅是業界廣泛使用的SDR視頻，還包括4K到16K超高分辨率視頻、高動態范圍（High Dynamic Range, HDR）視頻、360度全景視頻、屏幕內容視頻等。新一代視頻編碼標準的性能目標是，在相同的感知質量下編碼效率提高30%～50%。

在2018年4月召開的圣地亞哥會議上，JVET共收到來自世界各地32家單位提交的23份提案（Response to Joint Call for Proposals），其中性能最高提案相比H.265/HEVC的參考軟件（HM）可以提升40%以上的編碼效率，充分證明下一代標準的編解碼技術已經成熟。在這次會議上，JVET將下一代標準命名為通用視頻編碼（Versatile Video Coding, VVC；其中Versatile也有多功能的意思），并建立了第一版VVC測試模型（VVC Test Model）VTM-1.0，正式開啟了VVC新標準的制定。

從2018年4月到2020年7月，JVET委員會共召開了10次會議，激烈討論了6000多份技術提案，對提出的編碼工具進行集中測試，陸續采納多項編碼工具，VTM編碼性能獲得了較大幅度的提升。2019年7月，JVET發布了委員會草案（Committee Draft, CD），確定VVC的主體編碼框架和編碼工具。2019年10月，JVET發布了國際標準草案（Draft International Standard, DIS），標準進入關鍵階段。

2020年7月1日，第19次JVET會議在線上落下帷幕，新一代國際視頻編碼標準VVC第一版（Versatile Video Coding Version 1）在這次會議上正式定稿。隨后，ITU-T的SG16（Study Group 16）批準VVC標準，并正式定名為ITU-T H.266，ISO/IEC批準VVC成為ISO/IEC 23090-3 FDIS（Final Draft International Standard），并正式啟動各個國家最后的投票過程。至此，H.266/VVC標準正式形成。

與已有視頻編碼標準相比，H.266/VVC標準考慮了更多樣的視頻格式和內容，旨在為已有和新興的視頻應用提供更加強大的壓縮性能及更加靈活易用的功能。例如，采用專用編碼工具編碼計算機生成內容的視頻和全景視頻，采用漸進解碼刷新技術避免超低時延視頻流中碼率波動，采用參考幀重采樣技術為自適應視頻流提供靈活的空間分辨率變化，采用多層編碼機制提供了時域、空間域及質量域的可分級能力，等等。

H.266/VVC標準具有優秀的編碼性能，在同樣峰值信噪比（Peak Signal to Noise Ratio, PSNR）條件下，H.266/VVC標準的性能相比H.265/HEVC標準能夠平均節省大約50%的碼率[28]。H.266/VVC在制定過程中，不僅追求卓越的壓縮性能，也兼顧編解碼的計算復雜度。相比H.265/HEVC標準，H.266/VVC標準解碼復雜度不超過2倍，編碼復雜度與壓縮性能基本保持正比關系。