H.264讲解.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 变换与量化 变换与量化 对亮度块WD的Hadamard变换为： DCT直流系数的变换量化 0 00 1 01 4 02 5 03 2 10 3 11 6 12 7 13 8 20 9 21 13 23 22 12 11 31 30 10 15 33 32 14 16?16的图像宏块中有4?4个4?4图像亮度块， 所以亮度块的WD为4?4矩阵，其组成元素为 各图像块DCT的直流系数W00，这些W00在WD 中的排列顺序为对应图像块在宏块的位置。 变换与量化 对各色度块WD的Hadamard变换为： 0 00 1 01 2 10 3 11 16?16的图像宏块中包含图像色度Cr 及Cb块各2?2个，所以色度Cr或Cb块 的WD为2?2矩阵，其组成元素为各对 应图像块色度信号DCT的直流系数W00， 这些W00在WD中的排列顺序为对应图 像块在宏块的位置 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 帧内预测 帧间预测 树状结构运动补偿 每个宏块（16×16像素）可以4种方式分割：一个16×16，两个16×8，两个8×16，四个8×8。其运动补偿也相应有四种。而8×8分割还可以有四种方式的分割：一个8×8，两个4×8或两个8×4及4个4×4。这种分割下的运动补偿则称为树状结构运动补偿。 帧间预测 图1 宏块分割 帧间预测 树状结构运动补偿 每个分割或子宏块都有一个独立的运动补偿。每个MV必须被编码、传输，分割的选择也需编码到压缩比特流中。对大的分割尺寸而言，MV选择和分割类型只需少量的比特，但运动补偿残差在多细节区域能量将非常高。小尺寸分割运动补偿残差能量低，但需要较多的比特表征MV和分割选择。分割尺寸的选择影响了压缩性能。整体而言，大的分割尺寸适合平坦区域，而小尺寸适合多细节区域。 帧间预测 宏块的色度成分（Cr和Cb）则为相应亮度的一半（水平和垂直各一半）。色度块采用和亮度块同样的分割模式，只是尺寸减半（水平和垂直方向都减半）。例如，8×16的亮度块相应色度块尺寸为4×8，8×4亮度块相应色度块尺寸为4×2等等。色度块的MV也是通过相应亮度MV水平和垂直分量减半而得。 举例：如图：一个残差帧（没有进行运动补偿）。H.264编码器为帧的每个部分选择了最佳分割尺寸，使传输信息量最小，并将选择的分割加到残差帧上。在帧变化小的区域（残差显示灰色），选择16×16分割；多运动区域（残差显示黑色或白色），选择更有效的小的尺寸。 帧间预测 图2 残差帧 帧间预测 运动矢量 帧间编码宏块的每个分割或者子宏块都是从参考图像某一相同尺寸区域预测而得。两者之间的差异（MV）对亮度成分采用1/4像素精度，色度1/8像素精度。亚像素位置的亮度和色度像素并不存在于参考图像中，需利用邻近已编码点进行内插而得。图中，当前帧的4×4块通过邻近参考图像相应区域预测。如果MV的垂直和水平分量为整数，参考块相应像素实际存在（灰色点）。如果其中一个或两个为分数，预测像素（灰色点）通过参考帧中相应像素（白色点）内插获得。 帧间预测 图3 亮度半像素位置内插 帧间预测 内插像素生成： 生成参考图像亮度成分半像素像素。半像素点（如b,h,m）通过对相应整像素点进行6抽头滤波得出，权重为（1/32 ,-5/32 ,5/8, 5/8, -5/32, 1/32）。 （6.1） 类似的，h由A、C、G、M、R、T滤波得出。一旦邻近（垂直或水平方向）半素点的所有像素都计算出，剩余的半像素点便可以通过对6个垂直或水平方向的半像素点滤波而得。例如，j由cc, dd, h,m,ee,ff滤波得出。这里说明的是，6抽头滤器比较复杂，但可明显改善运动补偿性能。 帧间预测 图4 亮度1/4像素内插 半像素点计算出来以后，1/4像素点就可通过线性内插得出，如图4所示。 1/4像素点（如a, c, i, k, d, f, n, q）由邻近像素内插而得，如 剩余1/4像素点（p, r）由一对对角半像素点线性内插得出。如，e由b和h获得。 帧间预测 图5 色度1/8像素内插 相应地，色度像素需要1/8精度的MV， 也同样通过整像素地线性内插得出，如图5所示。 （6.3） 帧间预测 MV预测 每个分割MV的编码需要相当数目的比特，特别是使用小分割尺寸时。为减少传输比特数，可利用邻近分割的MV较强的相关性，M