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    188宝金博页面版: [精品]H_264的视频压缩技术的研究与分析(1)

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    内容提示： ·46· 计算机与信息技术 开发与应用 H.264 的视频压缩技术的研究与分析 王彩霞 赵刚 刘三民 （西南石油大学，四川 成都 610500） 摘 要 随着宽带技术的普及和多媒体技术的不断发展，人们对数字视频业务产生了越来越浓厚的兴趣。本文简要介绍视频编码标准的发展历程，描述了 H.264 在视频压缩方面的关键技术，分析了 H.264 编码标准及其采用的主要编码技术。探讨了 H.264在视频、广电等领域的应用前景。 关键词 H.264标准；视频压缩；流媒体；高清数字电视 1 引言 随着生活水平的提高，对以视频为主的多媒体技术的研究...

    文档格式：PDF | 页数：4 | 浏览次数：53 | 上传日期：2015-03-27 03:42:21 | 文档星级：
    ·46· 计算机与信息技术 开发与应用 H.264 的视频压缩技术的研究与分析 王彩霞 赵刚 刘三民 （西南石油大学，四川 成都 610500） 摘 要 随着宽带技术的普及和多媒体技术的不断发展，人们对数字视频业务产生了越来越浓厚的兴趣。本文简要介绍视频编码标准的发展历程，描述了 H.264 在视频压缩方面的关键技术，分析了 H.264 编码标准及其采用的主要编码技术。探讨了 H.264在视频、广电等领域的应用前景。 关键词 H.264标准；视频压缩；流媒体；高清数字电视 1 引言 随着生活水平的提高，对以视频为主的多媒体技术的研究逐渐成为人们关注的焦点， 其中， 数字电视 （包括 HDTV） 、DVD 压缩与存储、视频会议、可视电话等多媒体的应用都是研究热点，其关键技术之一就是视频压缩技术。如何在尽可能低的存储情况下获得优质的图像质量和低带宽图像快速传输已成为视频压缩的两大难题，为此，ITU- T（国际电信联盟）的 VCEG（视频编码专家组）和 ISO/IEC 的 MPEG（活动图像编码专家组）的联合视频组（JVT：Joint Video Team）联合制定了一个新的数字视频编码标准 H.264。 2 H.264 的主要特性 H.264的提出满足了对运动图像更高要求的需要， 它避免了 H.263中过多的选项和 MPEG- 4中尚难实际应用的面向对象编码技术， 更加简单实用。 H.264能使编码的视频显示以灵活的方式应用于多样化的网络环境，它的应用允许运动视频可以按计算机数据格式进行处理，能够在各种存储媒体上存储。在编码器中采用复杂度可分级设计，在图像质量和编码处理之间可分级，以适应高和低复杂度的应用。它应用广泛，可以满足不同速率、不同解析度及不同传输场合的需求。 3 H.264 的技术优势 同以前的标准相比，H.264 能够平均节省大于 50％的码率， 具有更高的编码效率， 能提供更高质量的视频图像； H.264没有繁琐的选项，具有更好的压缩性能和适应多种信道的能力； H.264有自适应的延时特性， 它可以工作于低延时模式下，用于实时的通信应用（如视频会议），也能用于没有延时限制的应用，如视频存储，视频流服务器等；H.264有错误恢复功能，它提供了解决网络传输包丢失问题的工具，适用于在高误码率传输的无线网络中传输视频数据； H.264应用范围广泛，它可满足各种不同速率、不同场合的视频应用，具有较好的抗误码和抗丢包的处理能力，它具有开放性，能很好地适应IP和无线网络的使用， 这对目前因特网传输多媒体信息、移动网中传输宽带信息等都具有重要意义。 4 H.264 的关键技术 H.264 的基本算法是通过帧内预测和运动补偿消除空间冗余，通过帧间预测和运动补偿消除时间冗余，通过变换编码消除频域冗余，基本的功能模块与 H.263相比没有变化。 4.1 分层设计 H.264的算法在概念上可以分为两层： （1）视频编码层（VCL，Video Coding Layer）。VCL中分为 VCL 编码器与 VCL 解码器，包括运动补偿、变换编码、熵编码等压缩单元，VCL 负责高效的视频内容表示，包括基于块的运动补偿混合编码和一些新特性。 （2）网络提取层（NAL，Network Abstraction Layer）。NAL 负责以网络所要求的恰当的方式对数据进行打包和传送。在 VCL 和 NAL 之间定义了一个基于分组方式的接口，打包和相应的信令属于 NAL 的一部分。这样，高编码效率和网络友好性的任务分别由 VCL 和 NAL 来完成。 4.2 帧内预测编码 H.263中只是采用帧间预测的方式，H.264的编码方式上引入了帧内预测。这种帧内预测是在空间域上进行的预测编码算法，运用相邻块的像素对当前块进行预测，去除空间冗余，获得更高的压缩。 1）4× 4亮度帧内预测模式 Intra_4× 4模式对每个4× 4亮度块都单独进行预测，它对图像部分区域的细节描述效果很好。在4× 4亮度帧内预测模式中，首先将一个宏块按照空间位置划分成16个4× 4块，以4× 4为单位进行预测。对于每个4× 4块，有9种预测模式，其中模式0，1，3，4，5，6，7，8为8种方向的预测模式，另外一种是直流（DC模式）。 使用 Intra_4× 4模式时，每个 4× 4块是从空间相邻的采样点预测的， 如图 1所示。 4× 4块的被标作 a- p的 16个采样点是通过已解码的相邻块的采样点 A~Q 预测的。每个 4× 4块可以使用 9 种预测模式的一种。除了“ DC” 预测（使用一个值来预测整个 4× 4块） ， 8 个方向的预测模式如图 2所示。

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