h.264编码技术实现

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1、H.264编码技术实现由于H.264标准引入了数据分割等抗误码技术，实现了在复杂环境下的使用，可以适应不同网络的传输要求。由于采用高度复杂的实现算法，H.264是目前低码率下压缩率最高的编码标准，在带宽不稳定的无线网络上有着无法比拟的优点。H.246技术介绍H.264并不是明确的规定一个编解码器是如何实现的，而是规定了构成编码的比特流的语法、语法元素的语义以及语义元素的解码过程，为不同制造商的编解码器提供兼容性，各个厂商的编码器和解码器在此框架下应能互通，在实现上具有较大的灵活性，而且有利用相互竞争[24,25]。H.264编解码的功能模块跟一般的编解码器大致相同，主要包括预测、变换

2、、量化和熵编码等功能模块，H.264编解码的重要变化主要体现在各个模块的细节上。H.264是一个总的视频压缩标准，为了适应不同场合的不同应用，H.264规定了不同的档次。其每一个档次规定了不同的语法元素和句法，适合于不同的应用场合。u基本档次:利用I片P片支持帧内预测和帧间预测编码，支持利用基于上下文的自适应的变长编码进行熵编码(CAVLC)。只要用于会议电视、可视电话、无线通信等实时视频通信。u主要档次：支持隔行视频，采用采用加权预测的帧内编码和B片的帧间编码；支持利用基于上下文的自适应的算术编码(CABAC)。主要用于数字广播电视与数字视频存储等。u扩展档次：支持码流之间的切换(

3、SP片和SI片)，改进误码性能(数据分割)、但是不支持隔行视频和自适应算术编码(CABAC)。u高级档次：2004年，视频联合小组又增加了一个高端档次用于支持高精度拓展FRExt(FidelityRangeExtensions)，该拓展支持更高的像素精度。H.264的4个档次具有不同的功能，每个档次设定不同的参数(如采样速率、编码比特率、图像尺寸等)，得到编解码器不同性能的级。1.H.264编码器同以往的编码标准，H.264标准没有明确界定的编解码(编码器/解码器的配对)，而是定义视频流的编解码方法。H.264仍采用图像预测和变换编码相结合的编码结构，其编码器本结构如下图所示:编码器

4、采用的仍是变换和预测的混合编码法。输入的帧或场以宏块为单位被编码器处理。首先，按帧内或帧间预测编码的方法进行处理。如果采用帧内预测编码，其预测值PRED(图中用P表示)是由当前片中前面己编码的参考图像经运动补偿(MC)后得出，其中参考图像用Pn一l表示。为了提高预测精度，从而提高压缩比，实际的参考图像可在过去或未来(指显示次序上)已编码解码重建和滤波的帧中进行选择。预测值PRED和当前块相减后，产生一个残差块Dn，经块变换、量化后产生一组量化后的变换系数X，再经嫡编码，与解码所需的一些边信息(如预测模式量化参数、运动矢量等)一起组成一个压缩后的码流，经NAL(网络自适应层)供传输和存

5、储用。为了提供进一步预测用的参考图像，编码器必须有重建图像的功能。因此必须使残差图像经反量化、反变换后得到的。与预测值P相加，得到u。(未经滤波的帧)。为了去除编码解码环路中产生的噪声，为了提高参考帧的图像质量，从而提高压缩图像性能，设置了一个环路滤波器，滤波后的输出。即重建图像可用作参考图像。2.H.264核心算法H.264标准的核心思想与现有的其它视频编解码标准一致，也是采用变换和预测的混合编码方法。但是，H.264在算法的实现细节上使用了不同于其他标准的新技术，使得H.264编码性能远远优于其他标准。H.264的核心算法主要包括帧内预测模式、整数变换编码、先进的量化、熵编码和高

6、级运动估计与补偿等。H.264标准规定了符合H.264标准的档次、级别与码流范围，但是并没有规定具体的编解码算法。H.264标准自2003年公布以后，世界各地的各个组织和研究机构都研发出了自己的H.264编解码器。这些开源代码在支持H.264特性、解码速度和开发难易度等方面不尽相同。目前流行的开源H.264解码器主要有以下4种：1)JM：JM系列是H.264标准的官方测试源码，由德国HHI(HeinrichHertzIntiut)研究所负责开发，它注重实现H.264标准丰富的功能，并没有专门进行优化。因此该源代码的特点是引入各种新特性提高编解码性能，但是结构冗长、复杂度高。适合进行学

7、术研究但是实用性差。2)X264：X264是由法国巴黎中心学校的中心研究所的一些学生在网上组织发起的，并由众多视频编解码爱好者共同完成的。其目的是实现实用的H.264编解码器。X264摒弃了一些耗时但是对编码性能提高不是很大的一些功能模块，因此其相比较JM系列而言，在程序结构和算法性能方面有了提高。X264实现了H.264标准的基本档次编码器的基本功能和另外两个档次的部分功能。但是它还没有实现真正的解码功能。3)T264：T264是由中国视频编码自由组织联