视频压缩标准

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1、H.263低比特率通信的编码1996年3月H.263建议正式发布H.263：以运动估计、运动补偿和DCT变换为核心的一种混合编码原始视频数据分为图像层、块组层、宏块层、块层四个层次；H.263共有I帧，P帧，PB帧三种帧模式帧内编码(INTRA)、帧间编码(INTER)两种编码模式。为了进一步提高编码效率，H.263提供了四种可选的编码模式：无限制运动矢量模式、基于语法结构的算术编码模式、先进的预测模式和PB帧模式。1H.263协议的组成框图21、H.263的编码层次四个层次：图像层块组层宏块层块层。最常用的QCIF图

2、像格(亮度分辨率为176X144)3H.263图像层的编码分为帧内编码(INTRA)和帧间编码(INTER)。输入宏块MB是采用帧内编码还是采用帧间编码，是根据比较前后两帧的相关性，若相关性弱则采用帧内编码，若相关性强则采用帧间编码。视频序列图像的相关性分为空间相关性和时间相关性。DCT变换能够去除图像的空间冗余度，即去除空间相关性；而块运动估计和运动补偿技术可以有效去除视频帧间冗余度，即去除时间相关性。42、运动估计和运动补偿原理可描述为:(1)当前帧在过去帧(前一帧)的搜索窗口中寻找匹配部分，找到运动矢量；(2)根

3、据运动矢量，将前一帧位移，求得对当前帧的估计(预测)；(3)将这个估计(预测)和当前帧相减，求得估计(预测)的误差值；(4)将运动矢量和估计(预测)的误差值送到接收端去；(5)接收端根据收到的运动矢量将过去帧(前一帧)作位移(也就是对当前帧的估计)，再加上接收到的误差值，就是当前帧了。5块匹配法：块匹配算法主要解决两个问题：(1)如何确定两个块的相似性问题，即块匹配的准则；(2)如何寻找最相似块，即搜索方法。对这两个问题的不同解决方案，构成了不同的运动估计算法，这也是目前运动估计的两个研究热点。63、变换编码对于帧内编

4、码（INTRA）模式，直接对原始亮度和色度块做二维离散余弦变换；对于帧间编码(INTER)模式，对经过运动补偿后的预测误差信号以块为单位进行二维离散余弦变换。4、量化在H.263中，在一个宏块内的量化步长是相同的，也就是说，量化器矩阵是相同的。除了帧内块的第一个系数（直流系数）固定量化步长为8外，其余的量化步长可以是2到62之间的任意偶数值。75、Zigzag（“Z”字型）扫描及变长编码H.263协议中DCT量化系数是按照“Z”字型的顺序扫描排列为一个一维数组，扫描后一维数组中的第一个位置为直流系数（DC系数），其它6

5、3个交流系数（AC系数）按低频到高频的顺序排列。游程码和Huffman编码86、码率控制视频编码方案中的一个重要组成部分。在H.263编码算法中主要采用的基于帧间和帧内两个层次来实现码率控制的。由于对各视频帧采用的编码方式不一样，各帧的活动性大小也不尽相同，使得各帧编码后产生的比特数存在不小的差异。为了适应在固定速率信道中进行码流实时传输的要求，编码器需要使用缓冲区技术来平滑码率的抖动。码率控制算法的任务就是，通过改变量化阶梯大小、跳帧、编码方式选择等可行方法，控制和稳定编码器的输出码流速率，确保缓冲区既不上溢也不下溢

6、，同时尽可能获得更高的重建图像质量。9原视频图序列的1～3帧解码后视频图序列的1～3帧PSNR(DB)37.1725Frame/s2510H.2642001年12月，VCEG和运动图像专家组（MPEG-ISO/IECJTC1/SC29/WG11）组成了联合视频组（JVT，JointVideoTeam），研究新的编码标准H.264/AVC，是MPEG4的第十部分。2003年3月正式获得批准。H264的具体目标主要有两个：提高编码效率和增强对网络的适应性。没有一个单一的算法做出特别的贡献，而是通过对大量的小的改善算法综合产

7、生的结果。111、特性1.码率低：和MPEG-2等压缩技术相比，在同等图像质量下，采用H.264技术压缩后的数据量只有MPEG-2的1/2~1/3。显然，H.264压缩技术的采用将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。2.图像质量高：H.264能提供连续、流畅的高质量图像3.容错能力强：H.264提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具。4.网络适应性强：H.264提供了网络适应层，使得H.264的文件能容易地在不同网络上传输。122、组成和原理131、帧内预测编码模式H.264引入了Intra预测的

8、方法，利用相邻宏块的相关性对待编码的宏块进行预测，对预测残差进行变换编码，以消除空间冗余。值得注意的是，以前的标准是在变换域中进行预测，而H.264是直接在空间域中进行预测，将编码图像边沿进行外推应用到当前帧内编码图像的预测。142、H.264对帧间预测编码模式下的改进搜索块的大小：支持可变块大小运动补偿搜索的精度：1/4采样精度