高效率視訊編碼的層級與等級

高效率視訊編碼的層級與等級是指在高效率視訊編碼（HEVC/H.265）標準中，為了应对不同應用的需求，因此制定了「層級」（tier）與「等級」（level）將其編碼出來的位元流做了限制。低的層級相較於高的層級會有更多的限制，同樣低的等級相較於高的等級會有更多的限制。當一個解碼器符合給定了的層級與等級，代表此解碼器也被要求必須能解碼用該層級/等級及較低層級/等級所編碼出來的位元流。

層級Tiers
層級的制定是為了面對不同的應用，對其最大位元率做限制。HEVC標準中定義了Main以及High兩種層級，Main tier的層級較High tier來得低。Main tier是為了大部分的應用而設計，High tier則是為了應付高要求的應用而設計。

等級Levels
等級為位元流設定了一組限制。HEVC標準中定義了13個等級，其限制包含了該位元流的：
最大亮度（luma）取樣率
最大亮度畫面大小
最小壓縮比
畫面中最大slice數量
畫面中最大tile數量

當等級低於4時，只有Main tier被允許使用。

 各層級與等級的最大屬性值 

+各層級與等級的最大屬性值列表 Level 最大亮度取樣率（取樣數/秒） 最大亮度畫面大小（取樣數） 最大位元率於Main及Main 10 profile（kbit/s） 最大位元率於Main 12 profile（kbit/s） 最大位元率於Main 4:4:4 12 profile（kbit/s） 最大位元率於Main 4:4:4 16 Intra profile（kbit/s） 畫面解析度範例@最大畫面更新率(MaxDpbSize) 按此顯示/隱藏其他例子 MinCR 最大slice數量 最大tile數量 Main tier High tier Main tier High tier Main tier High tier Main tier High tier 行數 列數 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） 320×240@45.0（6） 352×240@37.5（6） 352×288@30.0（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） 352×240@75.0（12） 352×288@60.0（12） 352×480@37.5（6） 352×576@33.3（6） 640×360@30.0（6） 2 20 1 1 3 16,588,800 552,960 6,000 - 9,000 - 18,000 - 48,000 -  352×480@84.3（12） 352×576@75.0（12） 640×360@67.5（12） 720×480@42.1（8） 720×576@37.5（8） 960×540@30.0（6） 2 30 2 2 3.1 33,177,600 983,040 10,000 - 15,000 - 30,000 - 80,000 -  720×480@84.3（12） 720×576@75.0（12） 960×540@60.0（8） 1280×720@33.7（6） 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） 1,280×1,024@51.0（8） 1,920×1,080@32.0（6） 2,048×1,080@30.0（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） 1,280×1,024@102.0（8） 1,920×1,080@64.0（6） 2,048×1,080@60.0（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） 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） 4,096×2,160@30.0（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） 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） 4,096×2,160@60.0（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） 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） 4,096×2,160@120.0（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） 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） 8,192×4,320@30.0（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） 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） 8,192×4,320@60.0（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） 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） 8,192×4,320@120.0（6） 6

 Profile的最大位元率是基於profile的位元深度（bit depth）、彩度（chroma）取樣和profile type，三者的組合來決定的。Profile是12-bit的時候最大位元率增加1.5倍，16-bit profile時則增加為2倍。當彩度取樣是4:2:2 profile時最大位元率增加1.5倍，4:4:4 profile時則增加2倍。當使用Intra profile時最大位元率增加2倍。
 HEVC支援的最大畫面更新率為300fps。
 MaxDpbSize是decoded picture buffer允許的最多畫面張數。當畫面是在該等級下最大的大小時，MaxDpbSize均為6。而當目前畫面相較於該等級的最大畫面大小限制來的小時，MaxDpbSize可以用4/3×、2×、4×的倍數，漸進增加到最多16張畫面。
 MinCR是該等級的最小壓縮比。在4:2:2和4:4:4彩度取樣的profiles下，MinCR限制減少到其基本值的一半；在Intra profiles則是其值減半。
 最大slice數量是在最大解析度及最大畫面更新率下，每張畫面中能允許的最大slice數量。
 最大tile數量是每張畫面中能允許的最大tile數量。而每秒允許最大tile數量的計算方式，為每張畫面允許的最大tile數量乘以120。

參見
高效能視訊編碼
超高畫質電視（Ultra high definition television, UHDTV） - Digital video formats with resolutions of 3840×2160 and 7680×4320
H.264/MPEG-4 AVC - 相較於高效能視訊編碼（HEVC）的前一代標準
VC-1 - 微軟開發的視訊編碼標準

參考資料

外部連結
 Fraunhofer Heinrich Hertz Institute HEVC website 
 Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)
 JCT-VC Document Management System 

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