H.264简单总结(如霜的天空)(严重参考的是毕厚杰的书)

一、视频信息和信号的特点

1．1直观性

      利用人的视觉系统，直接获取视频信息

1．2确定性51Testing软件测试网6cT*T-C:e(h,{:J!s\

      视频信息只管具体，不易与其他内容混淆

1．3高效性

      利用视觉系统，人们可以并行的观察图像的各个象素，因此具有高效性。

1．4广泛性

      视觉系统占外界信息总量的70％

1．5视频信号的高带宽性51Testing软件测试网fSM9F yq$w

      视频信息包含大量的变化的信息，信息量极大，传输网络所需要的带宽相对较大。51Testing软件测试网7\/CUP @DK@yn

二、视频压缩的要求和可能性

2．1视频压缩编码的目标51Testing软件测试网G At3Ou ~Y

由于视频信息量大，传输带宽高，就要求先对视频源压缩，然后传输，以便节约带宽和存储空间。

               （1）      视频必须压缩在一定的带宽内，要保证足够的压缩比。

               （2）      视频压缩后，经恢复要保证一定的视频质量

               （3）      视频编码器的实现方式应力求简单、易实现、低成本、可靠性高。

2．2视频压缩的可能行

                （1）时间相关行51Testing软件测试网'h#[
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                    在一组视频序列中，相邻两帧只有极少的不同之处，这便是时间相关性。51Testing软件测试网%y:Zn `Yw$D

               （2）空间相关性51Testing软件测试网)p)i2cb2~_/d,r-s ?

                    在同一帧中，相邻象素之间有很大的相关性，两象素越近，侧相关性越强。

三、视频编码技术

3．1基本结构

      视频编码方式与采用的信源有关。根据采用的信源的模型，视频编码可以分为两大类：基于波形的编码和基于内容的编码。

3．2基于波形的编码51Testing软件测试网}@+A6hr"Wq

      如果采用“一幅图像由许多象素构成”的信源模型，这种信源模型的参数就是象素的亮度和色度的幅度值，对这些参数进行编码的技术即为基于波形编码。

      利用象素空间的相关性和帧间的时间相关性，采用预测编码和变化编码技术，减少视频信号的相关性，从而显著降低视频序列的码率，实现压缩编码的目标。51Testing软件测试网LK,d2r.v$d

3．3基于内容的编码

       如果采用一个分量有几个物体构成的信源模型，这种信源模型的参数事各个物体的形状，纹理，运动，对这些参数进行编码的技术就是基于内容的编码。

四、h264的应用

4．1 H. 264的技术特点可以归纳为三个方面51Testing软件测试网/g JF"XrYq

（1）注重实用;51Testing软件测试网&af1yS} z
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（2）注重对移动和IP网络的适应;51Testing软件测试网im+B:s:h5G

（3）在混合编码器的基本框架下，对其主要关键部件都做了重大改进，如多模式运动估计、帧内预测、多帧预测、基于内容的变长编码、4X4二维整数变换等。51Testing软件测试网jRZ6A S

（4）在关注H. 264的优越性能的同时必然需要衡量其实现难度。从总体上说，H. 264性能的改进是以增加复杂性为代价而获得的。据估计，H. 264编码的计算复杂度大约相当于H. 263的3倍，解码复杂度大约相当于H. 263的2倍.51Testing软件测试网G9IU%iz"hmo;v

4．2 h264应用可分为3个级别:

        (1)基本档次: (简单版本,应用面广,支持帧内和帧间编码,基于可变程度的熵编码.)

                                应用领域:视频会话,会议电视,无线通信等实时通信.51Testing软件测试网j3a`&HUl&|!MPHe

         (2)主要档次: (采用了多项提高图像质量和增加压缩比的技术措施,支持隔行视频,支持基于上下文的自适应的算术编码.)51Testing软件测试网)^'Y+AGm

                                 应用领域:数字广播与数字视频存储.

      （3）扩展档次:应用领域:可用于各种网络的视频流传输，视频点播

五、视频编码原理

5．1基本概念51Testing软件测试网,n.yVu(e

（1）视频编码器能够对一个图像或者一个视频序列进行压缩，产生码流。

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在上图中，编码器输入的帧或场Fn，以宏块为单位被编码器处理 (图上传不上啊！)。

如果采用帧间预测编码：其预测值P，是由已编码的图像做参考，经运动补偿得到的。预测图像P和当前帧Fn相减，得到两图像的残差值Dn，Dn在经过转换T，量化Q，去处空间冗余，得到系数X，将X重排（使数据更加紧凑），熵编码（加入运动矢量。一些图像相关得信息），得到nal数据。

在编码器中有个重构的过程（解码的过程），量化系数X，反量化，反变换，得到Dn’，Dn’和预测图像P相加，得到uFn’,再滤波得到Fn’，Fn’就是Fn编码再解码后得图像。51Testing软件测试网,M{AWK|

如果采用帧内预测编码：预测值P，是由当前片中，己编码的宏块预测得到的（亮度4×4或者16×16预测，色度8×8预测）。当前待处理的块，减去预测值P，得残差值Dn，Dn在经过转换T，量化Q，得到系数X，将X重排（使数据更加紧凑），熵编码，得到nal数据。51Testing软件测试网7t BYl Q

在重构的过程中，量化系数X，反量化，反变换，得到Dn’，Dn’和预测图像P相加得到当前宏块编码解码后得值，该值可以用来做帧内预测的参考宏块。51Testing软件测试网~C{b9iK-v9r

编码器要有重构机制的原因：重构过程，实质上是个解码的过程，解码后的图像和源图肯定有差别，我门利用解码后的图像做参考，就能够和解码器中保值一致，就能够提高图像的预测精度。（在解码器中，是利用己解码的图像做参考，是从解码的图像预测出下一副图像）51Testing软件测试网:q T)m"G s

             （2）视频解码器：能够对一个码流解码，产生和源图或源视频序列相近的图像或视频序列。如果解码出的图像和源图是一样的，这个编解码过程是无损的，否则是有损。

                    解码器的实现和编码器的重构机制，是一样的。

             （3）场、帧、图像

                    场：隔行扫描的图像，偶数行成为顶场行。奇数行成为底场行。所有顶场行称为顶场。所有底场行称为底场。

                    帧：逐行扫描的图像。51Testing软件测试网~h6zU"Os8dE

                    图像：场和帧都可认为是图像。51Testing软件测试网,? w n'] ?5m

             （4）宏块、片：

                    宏块：一个宏块由一个16×16亮度块、一个8×8Cb和一个8×8Cr组成。

                    片：一个图像可以划分成一个或多个片，一个片由一个或多个宏块组成。51Testing软件测试网PH ~%R[g+AE(?

5．2编码数据格式51Testing软件测试网o*S!RO;J&PU ?

             5．2．1 h264支持4：2：0的连续或隔行视频编码解码。

        5．2．2 h264的编码格式

制定h264的主要目标有两个：51Testing软件测试网Pq+};W6H

（1）得到高的视频压缩比51Testing软件测试网.|;Y w&Nx

（2）具有良好的网络亲和性，即可适应于各种传输网络。

为此，h264的功能分为两层，视频编码层（VCL）和网络提取层（NAL）

VCL数据即被压缩编码后的视频数据序列。在VCL数据要封装到NAL单元中之后，才可以用来传输或存储。NAL单元格式如下图：

             5．2．3        h264码流结构51Testing软件测试网.j4}mc4@ fS/y.D/A |

DCTVideoCodec