第五讲H264压缩编码标准(二).ppt-[兼容模式]

中国传媒大学47N=4的DCT变换核函数展开82181589838148108682878583821212121coscoscoscoscoscoscoscoscoscoscoscospppppppppppp1,1,02)12(cos)()(-=+=NxNuxuCxuaLp，核函数⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-===1,...,2,1201)(NkNkNuC21中国传媒大学48N=4的DCT变换核函数展开838883444488383821212121coscoscoscoscoscoscoscoscoscoscoscospppppppppppp------211,1,02)12(cos)()(-=+=NxNuxuCxuaLp，核函数中国传媒大学49N=4的DCT变换核函数展开8388832121212188383821212121coscoscoscoscoscoscoscospppppppp------1,1,02)12(cos)()(-=+=∑NxNuxuCxuaLp，核函数21中国传媒大学50N=4的DCT变换核函数展开cbbcaaaabccbaaaa------,cos,cos,832182121pp===cba令A=DCT变换：W=A·X·AT1,1,02)12(cos)()(-=+=NxNuxuCxuaLp，核函数中国传媒大学51N=4的DCT变换核函数展开cbbcaaaabccbaaaa------111111111111------cbcbcbcbcaca000000000000=,cos,cos,832182121pp===cba令1,1,02)12(cos)()(-=+=NxNuxuCxuaLp，核函数中国传媒大学52N=4的DCT变换核函数展开cbbcaaaabccbaaaa------1221111121121111------caca000000000000=41.2cos/cos/8321821==ppcb1,1,02)12(cos)()(-=+=NxNuxuCxuaLp，核函数中国传媒大学53N=4的DCT变换核函数展开1221111121121111------caca00000000000011/1/111/11111/1------cbcbcbcbcababacabacacaba------==A=TAcaca000000000000中国传媒大学54N=4的DCT变换核函数展开1121211121111121------cababacabacacaba------==TAcaca0000000000001221111121121111------caca0000000000001121211121111121------caca000000000000XTAATCXC⋅⋅中国传媒大学55N=4的DCT变换核函数展开1221111121121111------caca0000000000001121211121111121------caca000000000000X1221111121121111------caca0000000000001121211121111121------caca000000000000X⊗[]1中国传媒大学56N=4的DCT变换核函数展开1221111121121111------caca0000000000001121211121111121------1111111111111111X⊗caca000000000000⇒ccccaaaaccccaaaacaca000000000000=22222222caccacacaacacaccacacaaca中国传媒大学57N=4的DCT变换核函数展开1221111121121111------1121211121111121------X⊗22222222caccacacaacacaccacacaaca1221111121121111------1121211121111121------X⊗b/c=2，c=b/242422242422222222222babbababaabababbababaabaTCXC⋅⋅中国传媒大学58整数变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡------=1221111121121111c⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡------=2121211121111121TCTCXCW=1中国传媒大学59•（2）Hadamard变换•4×4，针对亮度块的直流DC系数；•2×2，针对色度块的直流DC系数；⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡------=1221111121121111c⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡------=1111111111111111h⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=1111'h中国传媒大学605、H.264量化•通过量化，在不降低图像视觉效果的前提下,减少图像编码长度。⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=QstepYsampleroundFQ中国传媒大学61H264量化步长特点•H.264标准支持52个量化步长，对应于不同的量化参数（QP）如表所示，QP值每增加6，Qstep值增加一倍。量化步长取值范围很广，这就为编码中兼顾比特率和编码质量提供了足够多的灵活度和准确度。中国传媒大学62)(stepijijQPFWroundZ=qbitsstepQPFMF2=)2(qbitsijijMFWroundZ=QPa2b2/4ab/201310752438066111916466074902100824194655439362364758254819233555243572822893455942422242422222222222babbababaabababbababaabaPF=MF值：中国传媒大学636、去块效应滤波•H.264/AVC定义了一个自适应循环滤波器，滤波的强度通过几个语法元素控制。•滤波的基本思想是：如果块边沿的绝对差值相对比较大，出现块人工瑕疵的可能性就很大，因此需要进行相应处理。中国传媒大学64Filter中国传媒大学657、熵编码•H.264标准提供的熵编码方案有：•通用变长码编码(UVLC)；•基于上下文的自适应变长码编码(CAVLC)；（ExponentialGolombCodes）•基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC)。中国传媒大学66(1)、Exp-Golomb编码•对所有的句法元素，除了量化系数外，使用单一无限扩展的码字表。•是有规则结构的可变长编码。码字序号01234567…码字1010011001000010100110001110001000…中国传媒大学67(2)、CAVLC编码•遵循变长编码的思路，即根据概率统计分布制定码表，通过信源符号与码字相对应实现编码。•通过根据已编码句法元素的情况，动态调整编码中使用的码表，从而取得极高的压缩比。中国传媒大学68(2)、CAVLC编码•用于亮度和色度残差块变换系数的编码。利用了4×4块的一些特性：•预测变换量化后的块一般是稀疏的。•之字形扫描后的最高零系数是+1/-1的序列。•相邻块的非零系数是相关的。•非零系数的幅度在重排数组的开始处比较高，在高频系数比较低。中国传媒大学69Example1•重排后数据是：•-2，4，3，-3，0，0，-1，0，…•对非零系数的数目和绝对值为“1”的数目进行编码；•对各个T1的符号进行编码。T1的符号用1个比特编码0表示+，1表示-。从最高频率的T1开始反向编码。•按逆向扫描的次序对余下的数值进行编码。•对最后一个系数之前的零的总数进行编码。•对零的游程进行编码，说明零是如何分布的。-240-13000-30000000中国传媒大学70利用已编码符号和将要编码符号的相关性•根据相邻已编码块使用的表格确定当前块非零系数数目和绝对值为1的系数数目编码所用的表格；•根据已编码非零系数的幅度决定当前非零系数幅度编码所使用的表格。中国传媒大学71中国传媒大学72Example1nA=2,nB=1,nC=(nA+nB)1=1中国传媒大学73Example1中国传媒大学74Table–coeff_tokenmappingtoTotalCoeff(coeff_token)andTrailingOnes(coeff_token)TrailingOnes(coeff_token)TotalCoeff(coeff_token)0=nC22=nC44=nC88=nCnC==-10011111110000110101000101001011001111000000000111110110111000000110200000111000111001011000100000100120001000011101111000101000110220010111101000110001030000001110000111001000001000000011130000011000101001100001001000001123000010100100101110001010000001033000110101110000101100010104000000011100000111000111100110000001014000000110000110010100011010000001124000001010001010101100111000000010340000110100101100111100000000500000000111000001000001011010000-150000000110000011001000010001-25000000101000010101001010010-350000100001101010010011-0600000000011110000001110001001010100-160000000011000000110001110010101-26000000010100000101001101010110-36000001000010001001010111-中国传媒大学75Table9-6–Codewordtableforlevel_prefixlevel_prefixbitstring01101200130001400001500000160000001700000001800000000190000000001100000000000111000000000001120000000000001130000000000000114000000000000001150000000000000001Table–total_zerostablesfor4x4blockswithTotalCoeff(coeff_token)1to7total_zerosTotalCoeff(coeff_token)12345670111101010001101010000010000011011110111111010000001000012010101110010100111111013001110010101001111101004001001101001101101010115000110101001110110110011600010010010010010001101070000110011011001101101000018000010001000100110010000100190000011000110001100100000100100000010000001000010000100001000010000001100000011000011000001000010000012000000100000100000100000130000000110000010000001400000001000000015000000001Table–Tablesforrun_beforerun_beforezerosLeft123456601111111