HEVC 序列参数集 SPS说明

HEVC 序列参数集 SPS说明
在H.265/HEVC中，一个CVS由一个随机接入点开始，第一幅图像可以是IDR图像，也可以是non-IDR图像。non-IDR图像可以是BLA (Broken Link Access)图像或 CRA (Clean Random Access)图像。对于一段视频码流，其可能包含一个或者多个编码视频序列CVS。序列参数集SPS的内容就是包含一个CVS中所有编码图像的共享编码参数，SPS通过被PPS引用而作用于编码图像，一个CVS中所有被使用的PPS必须引用同一个SPS。实际上，SPS为所有的SS提供了公共参数，如图像的格式、档次、级等。当一个SPS被引用时，该SPS处于激活状态，直到整个CVS结束。
下表给出了SPS中所含的语法元素，其内容大致分为以下几个部分。
1 图像格式的信息。包括采样格式、图像分辨率、量化深度、解码图像是否需要裁剪输出以及相关的裁剪参数。
2 编码参数信息。包括编码块、变换块的最小尺寸和最大尺寸，帧内、帧间预测编码时变换块的最大划分深度，对4：4：4采样格式的三个通道分量是否单独编码，是否需要帧内强滤波，帧间预测过程中的某些限制条件[如非对称模式(AMP)的使用、时域MV预测的使用]是否使用量化矩阵，是否需要样点自适应补偿(SAO)，是否采用PCM模式及在该模式下的相关编码参数。
3 与参考图像相关的信息。包括短期参考图像的设置，长期参考图像的使用和数目，长期参考图像的POC和其能否作为当前图像的参考图像。
4 档次、层和级相关参数。
5 时域分级信息。包括时域子层的最大数目，控制传输POC进位的参数，时域子层顺序标识开关，与子层相关的参数（如解码图像缓冲区的最大需求)。
6 可视化可用性信息、(VideoUsabilityInformation，VUI)，用于表征视频格式等额外信息。
7 其他信息。包括当前SPS引用的VPS编号、SPS标识号和SPS扩展信息。

sps_videoparametersetid：指定当前激活的VPS的ID号。
sps_max_sublayers_minus1：用于指定时域子层的最大数目。
sps_temporal_id_nesting_flag：当sps_max_sub_layers_minus1大于0时，其规定了是否额外地限制CVS的帧间预测，当vps_temporal_id_nesting_flag取值为1时，该语法元素取值为1。当sps_max_sub_layers_minusl为0时，该语法元素取值为1。
sps_seq_parameter_set_id：表示SPS的标识号，取值范围为[0，15]。
chroma_formati_dc：表示色度采样格式，取值范围为[0，3]。例如取值为1时，表示采用4：2：0格式。
separate_colour_plane_flag：该语法元素取值为1，则表示对4：4：4格式的三种通道分量采用单独编码；该语法元素取值为则表示彩色分量不进行独立编码。当该语法元素没有给出时，可推测出其值为0。
pic_width_in_luma_samples：表明解码图像中亮度样点的宽度。
pic_height_in_luma_samples：表明解码图像中亮度样点的高度。
conformance_window_flag：表示解码器是否要对解码后的图像裁剪输出。
conf_win_left_offset、conf_win_right_offset、confwin_top_offset和confwinbottomoffset：当conformance_window_flag值为1时，解码图片需要裁减输出，这四个参数用于指定左、右、上、下的裁剪宽度。
bit_depth_luma_minus8：表示亮度像素的比特深度。
bit_depth_chroma_minus8：表示色度像素的比特深度。
log2_maxpic_order_cnt_Isb_minus4：该语法元素的取值范围为[0，12]，其用于计算变量MaxPicOrderCntLsb的值。MaxPicOrderCntLsb用于控制进位，比特流中只传一个低位的POC，不用传高位POC。利用前参考图像的高、低位POC和MaxPicOrderCntLsb得到当前图像的高位POC，再结合当前图像的低位POC，可以得到当前图像实际的POC。
sps_sub_layer_ordering_info_present_flag：时域子层顺序标识开关。该值等于1，表示sps_max_decpic_buffering_minus1[i]、sps_max_numreorder_pics[i]、sps_max_latency_increase_plus1[i]适用于sps_max_sublayersminus1+1子层；该值等于0，则表示这些参数适用于所有子层。sps_max_dec_pic_buffering_minus1[i]：当HighestTid取值为i时，该语法元素规定了解码图像缓冲区的最大需求。
sps_max_num_reorder_pics[i]：当HighestTid取值为i时，表示解码顺序在某一图像之后，而显示顺序在该图像之前的图像的最大数量。其取值范围为[0，sps_max_dec_pic_buffering_minus1[i]]。
sps_max_latency_increase_plus1[i]：该值不为0时，其用于计算SpsMaxLatencyPictures[i]的值。
log2_minluma_coding_blocksize_minus3：指定亮度编码块的最小尺寸。log2_diff_max_min_luma_coding_block_size：指定亮度编码块最大尺寸和最小尺寸的差值。
log2_min_transform_block_size_minus2：指定亮度变换块的最小尺寸。
log2_diff_max_min_transform_block_size：指定亮度变换块最大尺寸和最小尺寸的差值。
max_transform_hierarchy_depth_inter：表示帧间预测时变换块的最大划分深度。取值范围为[0，CtbLog2SizeY - Log2MinTrafoSize]。
max_transform_hierarchy_depth_intra：表示帧内预测时变换块的最大划分深度。取值范围为[0，CtbLog2SizeY - Log2MinTrafoSize]。
scaling_list_enabled_flag：表示对变换系数在量化过程中是否使用量化矩阵。sps_scaling_list_data_present_flag：表示是否存在量化矩阵数据。
amp_enabled_flag：表示是否使用非对称划分模式，非对称模式即PartMode等于PART_2NxnU，PART_2NxnD，PART_nLx2N或PART_nRx2N。
sample_adaptive_offset_enabled_flag：表示去方块滤波过程后重构图像是否使用样点自适应补偿(SAO)。
pcm_enabled_flag：表示是否使用PCM模式。
pcm_sample_bit_depth_luma_minus1：表示亮度分量中PCM样点的比特深度。pcm_sample_bit_depth_chroma_minusl：表示色度分量中PCM样点的比特深度。
log2_min_pcm_luma_coding_block_size_minus3：表示在PCM模式下，编码块的最小尺寸。
log2_diff_max_min_pcm_luma_coding_block_size：表示在PCM模式下，编码块尺寸最大值和最小值的差值。
pcm_loop_filter_disabled_flag：表示在PCM模式下，编码单元的重建像素是否使用环路滤波。
num_short_term_ref_pic_set：指明在SPS中short_term_ref_pic_set()的数目。其取值范围为[0，64]。
long_term_ref_pics_present_flag：表示帧间预测时是否使用长期参考图像。
num_long_term_refpics_sps：指定SPS中长期参考图像的数目，其取值范围是[0，32]。
lt_ref_pic_poc_Isb_sps[i]：表示POC与SPS中第i个长期参考图像的MaxPicOrderCntLsb取模之后的值。
used_by_curr_pic_It_sps_flag[i]：表示第i个长期参考图像能否作为当前图像的参考图像。
sps_temporal_mvp_enabled_flag：指定非IDR图像的片头中是否存在句法元素slice_temporal_mvp_enabled_flag(表示帧间预测过程中能否使用时域MV预测)。
strong_intra_smoothing_enabled_flag：表示滤波过程是否使用双向线性插值。
vui_parameters_present_flag：表示是否含有语法结构体vuiparame-ters()。
sps_extension_flag：其值为0，则表示语法元素sps_extension_data_flag不存在；其值为1，则语法元素sps_extension_data_flag被保留以供将来使用。
sps_extension_data_flag：可以为任意值，在现有版本中解码器忽略该语法元素。

摘自《新一代高效视频编码 H.265/HEVC：原理、标准与实现》万帅杨付正编著

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