【H.264视频编码标准的关键技术概述2100字】

H.264视频编码标准的关键技术概述 11.1H.264视频编码标准的发展 1 21.1.1H.264的视频编码层 21.1.2H.264的网络抽象层NAL 21.3H.264编码技术 2 31.3.3变换编码与量化 41.3.4熵编码 4 51.3.6H.264编解码流程 51.1H.264视频编码标准的发展如前面绪论介绍，随着图像压缩的不断发展和深入研究，ISO和ITU-T制定了一些压缩标准。如制定的MPEG(如MPEG-2、MPEG-4等系列)主要拥有图像的存储，电视广播等。H.264最开始源于ITU-T制定的H.26L标准。MPEG标准不断被ISO/IEC完善，最终MPEG-4第10部分(Part10)被命名如今的H.264或又叫做MPEG-4实验表明，H.264的压缩比是MPEG-2的一倍，且具有良好的网络鲁棒性。1.2H.264的分层模型H.264通过采用分层9的策略来实现更好的兼容性。主要包含视频编码层 层主要负责网络传输底层协议等。H.264编码器分层结构如图2-1所示。VCL层主要负责视频的编码功能，是编码算法的核心部分，该层包含的技变换以及CABAC技术和环路滤波技术等。形成独立的网络抽象层，改层为H.264提高了更好的网络鲁棒性。H.264把经过视频编码层编码处理后的数据流通过网络抽象层NAL发送出H.264在原来传统的基于变换、预测编码以及分块的基础上又引入了新的编逆变换、量化于反量化、熵编码以及环路滤波等新技术。从而使1.3.1帧内编码帧内编码指的是只在一帧(称为I帧或关键帧)图像内进行编码，主要是利其原理是首先计算一帧图像每个像素值，然后按照像素值把图像分组4x4,8x8,8x16,16x16等宏块，利用相邻宏块之间空间中的像素值相似性冗余来进I帧和预测补偿数据还原原始图像了。具体预测流程如图2-2所示。码1.3.2帧间编码除空间上的数据冗余来进行压缩的。帧间编码包含P帧和B帧，把多个连续帧图像内运动的物体信息通过宏块像素值计算出来就形成了运1.3.4熵编码运动估计分块策略从16x16到4x4共7种块模式，如图2-3所示。宏块子宏块宏块子宏块0010301301图2-3运动补偿宏块模型1.3.3变换编码与量化 012465由上表可示，QP每次增1,Qstep大约增加13%,而QP每次增6,Qstep增通用变长编码(UVLC,UniversalVaria本熵编码方式，采用指数哥伦布(Exp-Gobomb)编码算法，可以对变换系数之映射码表，而且根据信源函数灵活调整阶数k,达到很高的编码效率。H.264算法对扫描变换系数进行亮度和色度残差编码时，使用更灵活的上下根据图像上下文内容(如周围块非零系数和系数绝对值大小),可以通过VLC自术编码),编码性能优于CAVLC,但增加了运算复杂度。由文献[12]的实验可看出CABAC算法比CAVLC算法少7%~10%的数据量。1.3.5环路滤波器环路滤波器主要用于降低图像分块编码变换中因量化步长和虚假边界产生H.264整个编码流程如图2-4所示：运动位移估计运动补偿帧内预测选择逆量化帧内预测参考帧Fn-1重构帧F