纵览最新视频编码标准H.264/AVC

数字视频编码标准——H.264/AVC视频编码(预测编码,变换编码,熵编码) H.264/AVC标准的方向性(Angular)预测是帧内预测编码中的一种方法,它利用邻近已编码像素的特定方向上的趋势来预测当前宏块中的像素值。H.264/AVC标准的帧内预测编码(Intra Prediction)是一种空间预测技术,它允许编码器使用已经编码的像素来预测当前要编码的像素值,从而减少图像内的冗余信息。在CAVLC中,每个符号的编码长度是根据其出现的概率来确定的,高概率符号使用较短的编码,而低概率符号使用较长的编码。这种模式在某些情况下可以提供更好的压缩效率,尤其是在图像细节较少的区域。 阅读详情

H.264/AVC 是ITU-T VCEG 和ISO/IEC MPEG共同开发的视频处理标准,ITU-T作为标准建议H.264,ISO/IEC作为国际标准14496-10(MPEG-4 第10部分)高级视频编码(AVC)。

MPEG-2视频编码标准(又称为ITU-T H.262[2])已有10年的历史了,由MPEG-1扩充而来,支持隔行扫描。使用十分广泛,几乎用于所有的数字电视系统,适合标清和高清电视,适合各种媒体传输,包括卫星、有线、地面等,都能有效地传输。然而,类似xDSL、UMTS(通用移动系统)技术只能提供较小的传输速率,甚至DVB-T,也没有足够的频段可用,提供的节目很有限,随着高清电视的引入,迫切需要高压缩比技术的出现。

应用于电信的视频编码经历了ITUT H.261、H.262(MPEG-2)、H.263、H.263+、H.263++,提供的服务从ISDN和T1/E1到PSTN、移动无线网和LAN/INTERNET网。

最近MPEG-4第二部分进入了实用领域,提供了视频形状编码,目标是与MPEG-2一样获得广泛的数字电视应用。

1998年,视频编码专家组(VCEG-ITU-T SG16Q.6)启动了H.26L工程,旨在研制出新的压缩标准,与以前的任何标准相比,效率要提高一倍,同时具有简单、直观的视频编码技术,网络友好的视频描述,适合交互和非交互式应用(广播、存储、流煤体)。

2001年12月,VCEG和运动图像专家组(MPEG-ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11)组成了联合视频组(JVT,Joint Video Team),研究新的编码标准H.264/AVC,该标准于2003年3月正式获得批准。

视频的各种应用必须通过各种网络传送,这要求一个好的视频方案能处理各种应用和网络接口。H.264/AVC为了解决这个问题,提供了很多灵活性和客户化特性。H.264/AVC的设计方案包含两个层次,视频编码层(VCL,Video Coding Layer)和网络抽象层(NAL,Network Abstraction Layer)。视频编码层主要致力于有效地表示视频内容,网络抽象层格式化VCL视频表示,提供头部信息,适合多种传输和存储媒体。

VCL的设计同以前的ITU-T和 ISO/IEC JTC一样,基于块的混合视频编码方法。基本的源编码算法是:利用时间统计的相关性,开发帧间预测算法;利用预测残留变换编码,开发空间统计的相关性。在提高编码效率方面,没有一个单一的算法做出特别的贡献,而是大量的小的改善算法综合产生的结果。

一、主要特性

1、H.264/AVC相对以前的编码方法,以MPEG-2为例,在图像内容预测方面提高编码效率,改善图像质量的主要特点如下:

● 可变块大小运动补偿: 选择运动补偿大小和形状比以前的标准更灵活,最小的亮度运动补偿块可以小到4×4。

●1/4采样精度运动补偿:以前的标准最多1/2精度运动补偿,首次1/4采样精度运动补偿出现在MPEG-4第二部分高级类部分,但H.264/AVC大大减少了内插处理的复杂度。

●运动矢量可跨越图像边界:在以前的标准中,运动矢量限制在已编码参考图像的内部。图像边界外推法作为可选技术首次出现在H.263中。

●多参考图像运动补偿:在MPEG-2及以前的标准中,P帧只使用一帧,B帧只使用两帧图像进行预测。H.264/AVC使用高级图像选择技术,可以用以前已编码过且保留在缓冲区的大量的图像进行预测,大大提高了编码效率。

●消除参考图像顺序和显示图像顺序的相关性:在以前的标准中,参考图像顺序依赖显示图像顺序,H.264/AVC消除了该限制,可以任意选择。

● 消除参考图像与图像表示方法的限制:在以前的标准中,B帧图像不能作为预测图像,H.264/AVC在很多情况可以利用B帧图像作为参考。

● 加权预测:H.264/AVC采用新技术,允许加权运动补偿预测和偏移一定量。在淡入淡出场景中该技术极大提高编码效率,该技术还可用于其他多种用途。

● 改善“跳过”和“直接”运动推测:在以前的标准中,预测编码图像的“跳过”区不能有运动。当编码有全局运动的图像时,该限制非常有害。H.264/AVC对“跳过”区的运动采用推测方法。对双预测的B帧图像,采用高级运动预测方法,称为“直接”运动补偿,进一步改善编码效率。

● 帧内编码直接空间预测: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。

● 循环去块效应滤波器:基于块的视频编码在图像中存在块效应,主要来源于预测和残余编码。自适应去块效应滤波技术是非常著名的技术,能有效消除块效应,改善视频的主观和客观质量。

2、除改善预测方法外,其他改善编码效率的特性如下:

● 小块变换:以前的标准变换的块都是8×8,H.264/AVC主要使用4×4块变换,使编码器表示信号局部适应性更好,更适合预测编码,减少“铃”效应。另外图像边界需要小块变换。

● 分级块变换:H.264/AVC通常使用小块变换,但有些信号包含足够的相关性,要求以大块表示,H.264/AVC有两种方式实现。低频色度信号可用8×8,;对帧内编码,可使用特别的编码类型,低频亮度信号可用16×16块。

● 短字长变换: 所有以前标准使用的变换要求32位运算,H.264/AVC只使用16位运算。

● 完全匹配反变换:所有以前标准反变换和变换之间存在一定容限的误差,因此,每个解码器输出视频信号都不相同,产生小的漂移,最终影响图像的质量,H.264/AVC实现了完全匹配。

● 基于上下文的熵编码:H.264/AVC使用两种熵编码方法,CAVLC(上下文自适应的可变长编码)和CABAC(上下文自适应二进制算术编码),两种都是基于上下文的熵编码技术。

3、H.264/AVC具有强大的纠错功能和各种网络环境操作灵活性,主要特性如下:

● 参数集结构:H.264/AVC参数集结构设计了强大、有效的传输头部信息。在以前的标准中,如果少数几位关键信息丢失,可能解码器产生严重解码错误。H.264/AVC采用很灵活、特殊的方式,分开处理关键信息,能在各种环境下可靠传送。

● NAL单元语法结构:H.264/AVC中的每一个语法结构放置在称为NAL的单元中,以前的标准采用强制性特定的位流接口。NAL单元语法结构允许很自由的客户化,几乎适合所有的网络接口。

● 灵活的像条大小:在MPEG-2中,规定了严格的像条结构,头部数据量大,降低预测效率,编码效率低。在H.264/AVC可采用非常灵活的像条大小。

● 灵活宏块排序(FMO):H.264/AVC可以将图像划分为像条组,又称为图像区,每个像条可以独立解码。FMO通过管理图像区之间的关系,具有很强的抗数据丢失能力。

● 任意像条排序:因为每个像条几乎可以独立解码,所以像条可以按任意顺序发送和接收,在实时应用中,可以改善端到端的延时特性,特别适合于接收顺序和发送顺序不能对应的网络中,如使用INTERNET网络协议的应用。

● 冗余图像:为提高抗数据丢失的能力,H.264/AVC设计中包含一种新的能力,允许编码器发送图像区的冗余表示,当图像区的主表示丢失时仍可以正确解码。

● 数据划分:视频流中的编码信息的重要性不同,有些信息(如运动矢量、预测信息等)比其他信息更为重要。H.264/AVC可以根据每个像条语法元素的范畴,将像条语法划分为3部分,分开传送。

二、网络层

NAL规范视频数据的格式,主要是提供头部信息,以适合各种媒体的传输和存储。NAL支持各种网络,包括:

● 任何使用RTP/IP协议的实时有线和无线Internet 服务。

● 作为MP4文件存储和多媒体信息文件服务。

● MPEG-2系统。

● 其他网。

1、NAL 单元

编码的视频流组织成NAL单元,视频数据放置在网络单元中传输,每个网络单元包含整数个字节,第一个字节是头部信息,指示NAL单元的数据类型,其余是净荷。

净荷数据与仿真预防字节做交织处理,仿真预防字节是特殊值字节,防止偶然在净荷中出现同步字节图样。

NAL规定一种通用的格式,既适合面向包传输,也适合流传送。实际上,包传输和流传输的方式是相同的,不同之处是流传输前面增加了一个起始码前缀。

2、NAL单元在字节流中的应用

类似H.320和MPEG-2/H.222.0等传输系统,传输NAL作为有序连续字节或比特流,同时要依靠数据本身识别NAL单元边界。在这样的应用系统中,H.264/AVC规范定义了字节流格式,每个NAL单元前面增加3个字节的前缀,即同步字节。在比特流应用中,每个图像需要增加一个附加字节作为边界定位。还有一种可选特性,在字节流中增加附加数据,用做扩充发送数据量,能实现快速边界定位,恢复同步。

3、NAL单元在面向包传送中的应用

在类似Internet/RTP面向包传送协议系统中,包结构中包含包边界识别字节,在这种情况下,不需要同步字节。

4、VCL和非VCL的NAL单元

NAL单元分为VCL和非VCL两种,VCL NAL单元包含视频图像采样信息,非VCL包含各种有关的附加信息,例如参数集(头部信息,应用到大量的VCL NAL单元)、提高性能的附加信息、定时信息等。

5、参数集

参数集是很少变化的信息,用于大量VCL NAL单元的解码,分为两种类型:

● 序列参数集,作用于一串连续的视频图像,即视频序列。

● 图像参数集,作用于视频序列中的一个或多个个别的图像。

序列和图像参数集机制,减少了重复参数的传送,每个VCL NAL单元包含一个标识,指向有关的图像参数集,每个图像参数集包含一个标识,指向有关的序列参数集的内容,因此,只用少数的指针信息,引用大量的参数,大大减少每个VCL NAL单元重复传送的信息。

序列和图像参数集可以在发送VCL NAL单元以前发送,并且重复传送,大大提高纠错能力。序列和图像参数集可以在“带内”,也可以用更为可靠的其他“带外”通道传送。

6、存储单元

一组指定格式的NAL单元称为存储单元,每个存储单元对应一个图像。每个存储单元包含一组VCL NAL单元,组成一个主编码图像,VCL NAL单元由表示视频图像采样的像条所组成。存储单元前面可以加一个前缀,分界存储单元,附加增强信息(SEI)(如图像定时信息)也可以放在主编码图像的前面。

主编码图像后附加的VCL NAL单元,包含同一图像的冗余表示,称为冗余编码图像,当主编码图像数据丢失或损坏时,可用冗余编码图像解码。

7、编码视频序列

一个编码视频序列由一串连续的存储单元组成,使用同一序列参数集。每个视频序列可独立解码。编码序列的开始是即时刷新存储单元(IDR)。IDR是一个I帧图像,表示后面的图像不用参考以前的图像。一个NAL单元流可包含一个或更多的编码视频序列。

三、视频编码层

视频编码层在原理上与MPEG2是一致的,采用变换编码,使用空间和时间预测的混合编码。图1是一个宏块的视频编码层的框图。总之图像划分成块,一个序列的第一个图像,即随机存取点,典型是帧内编码,帧内每个采样的预测只利用帧内已编码的空间相邻的采样,选择哪些相邻采样进行预测,以及如何预测,这些附加信息必须同时被传送到解码器同步处理。随机存取点之间的图像使用帧间编码。

为了实现下一块或下一个图像的预测,编码器包含一个解码器,对量化变换系数进行与解码器解码相同的反量化和反变换过程,导出解码预测残余,解码残余与预测相加,结果送到去块效应滤波器,产生解码视频输出。

1、图像、帧和场

一个编码视频序列由连续的编码图像组成,编码图像可以是整个一帧图像,也可以是一场图像。H.264/AVC编码是基于几何概念的表示方法,而不是基于定时的概念。

2、YcbCr色度空间和4:2:0采样

人的视觉特性按照亮度和色度信息分别感知世界。视频的传输可以利用该特性减少色度信息传送。H.264/AVC目前采用与MPEG-2主类相同的4:2:0采样结构、8比特精度,高精度颜色和高比特精度的建议正在讨论中。

3、宏块划分

每个视频图像帧或场都可以划分为固定大小的宏块,宏块是解码的基本模块单元,通常是一个16×16亮度像素和两个8×8彩色分量像素的长方型区域。所有宏块的亮度和色度采样在空间或时间上进行预测,对预测残余进行变换编码。

4、像条和像条组

像条由宏块组成,像条是图像的子集,包含图像参数集,语法元素可以被分析,图像可以被独立解码。按照宏块映射表规定的顺序,在位流中安排宏块的传输顺序,而不是按光栅扫描顺序。

利用像条组的概念,H.264/AVC支持灵活宏块排序特性(FMO)。FMO改变了图像划分为像条和宏块的方式。每个像条组是多个宏块集合,通过宏块到像条组的影射表定义,该影射表在图像参数集中指定。每个宏块有一个像条组标识号,所有像条组标识号构成宏块到像条组影射表。每个像条组由一个或多个像条组成,因此像条是一个宏块序列,同一像条组中的宏块,按光栅顺序处理。

利用FMO,图像可以划分为许多宏块扫描图样,例如交织图样、点缀图样,一个或多个前景像条组、剩余像条组,或棋盘型图样影射等。每个像条组分别传送,后两种如图2所示,左边宏块到像条组的影射证明在关注局部型的编码应用中非常有用。右边宏块到像条组的影射证明适合保密型会议系统等应用。

无论是否使用FMO,H.264/AVC支持5种像条编码类型:

I像条:最简单的编码类型,所有的宏块不参考视频序列中其他的图像。

P像条:除了I像条编码类型外,P像条的部分宏块可以利用帧间预测,每个预测块至多可使用一个运动补偿预测信号。

B像条:除了P像条编码类型外,B像条的部分宏块可以利用帧间预测,每个预测块可使用两个运动补偿预测信号。

以上三种与以前的标准相似,主要是参考图像不同,其余两种像条类型是SP(切换P)SI(切换I),是新的类型,用于在不同位率编码码流之间进行有效切换。

SP像条: 称作切换P像条,能在不同编码图像之间有效地切换。

SI像条:称作切换I像条,允许SP像条的宏块完全匹配,达到随机读取数据进行解码和恢复错误的目的。

5. 宏块的编解码过程

所有宏块的亮度和色度采样要进行空间或时间的预测,对预测的残余进行变换编码,为了实现变换编码,每个颜色分量的预测残余要再划分为更小的4×4块,每块利用整数变换,变换系数被量化,最后是熵编码。

如图1所示,一个宏块视频编码层的方框图,输入的视频信号划分为宏块,映射宏块和像条组的关系,逐个选择像条,处理像条中每个宏块。

6、自适应帧/场编码操作

在隔行扫描帧中,当有移动的对象或摄像机移动时,与逐行相比,两个相邻行倾向减少统计的相关性,这种情况应比每场分别压缩更为有效。为了达到高效率,H.264/AVC在编码帧时,有以下可选方案:

● 结合两场成一个完整帧,作为帧编码,称为帧模式。

● 两场分别编码,称为场模式。

● 结合两场成一个完整帧,作为帧压缩。在编码时,划分垂直相邻的两个宏块对成两个场宏块对或帧宏块,再进行编码。

每帧图像可自适应选择3种模式之一进行编码。在前两种之间进行选择称为图像自适应帧/场编码(PAFF),当一帧作为两场编码时,每场划分为宏块,编码方式与帧编码方式很相似,主要有下面的例外:

● 运动补偿用参考场,而不是参考帧。

● 变换系数的“之字型”扫描方式不同。

● 宏块水平边沿去块滤波器的强度不选用“强”,因为场行在空间上是两倍帧行的距离。

在研制H.264/AVC标准时,据报道,采用ITU-601分辨率,PAFF编码技术与帧编码相比可减少码率16%到20%。

如果图像由运动区和非运动区混合组成,非运动区用帧模式、运动区用场模式是最有效的编码方法。因此每个垂直宏块对(16×32)可独立选择编码(帧/场)模式。这种编码选择称为宏块自适应帧/场编码(MBAFF)。对于帧模式宏块对,每个宏块包含帧行,对于场模式宏块对,顶部宏块包含顶场行,底部宏块包含底场行。

处理场宏块对的每个宏块与帧PAFF模式相似,然而,因为在MBAFF帧中发生场/帧宏块对混合,需要修改用作下列用途的方法:

● 之字型扫描。

● 运动矢量预测。

● 帧内预测模式的预测。

● 帧内预测帧采样精度。

● 去块效应滤波器。

● 上下文模型的熵编码。

主要思想是尽可能保留多的空间一致性,MBAFF帧的空间相邻的规范相当复杂,下面讲到的空间相邻都是指非MBAFF帧。

MBAFF 和PAFF的另一个重要区别是:使用MBAFF方法,一个场不能使用同一帧的另一个场中的宏块作为运动补偿参考。这样,有时PAFF比MBAFF编码更有效,特别是在快速全局运动、变换场景、图像刷新等情况下。

在开发MBAFF标准期间,据报道,采用ITU-601分辨率,MBAFF编码技术比PAFF相比可减少码率14%到16%。

7、帧内预测

根据像条编码类型,每个宏块可以选择几种编码类型之一。所有像条类型支持两级帧内编码,称为INTRA-4×4和 INTRA-16×16。

INTRA-4×4模式基于分别预测每个4×4亮度块,适合表现图像细节部分。而INTRA-16×16模式将整个16×16亮度块进行预测,适合平滑图像区。此外对这两种亮度预测类型,色度单独进行预测。作为INTRA-4×4和INTRA-16×16的另一种选择,I_PCM编码类型允许编码器简单跳过预测和变换编码过程,直接发送采样值。I_PCM允许编码器精确地表示采样,通常表示一些反常图像,而没有明显增加数据量。

8、帧间预测

● p像条帧间预测

除了帧内宏块编码类型外,P像条宏块使用多种预测类型,即运动补偿编码类型。为了方便运动描述,每个P型宏块对应于指定的固定大小的宏块划分。亮度块的划分大小为:16×16、16×8、8×16、8×8。

语法允许运动矢量跨越图像边界,这种情况参考帧需用外插法推算出图像外的采样值。利用邻近块的平均或方向预测,用差分编码计算运动矢量。

语法支持多图像运动补偿预测,以前编码的多个图像都可用作运动补偿参考,每个运动补偿需要指示参考图像的索引。一个8×8块划分成的小于8×8块的运动补偿使用同一参考图像索引,该功能要求编码和解码器具有多帧图像缓冲器,解码器通过位流中的管理控制操作信息与编码器同步。

除了运动补偿宏块模式外,P宏块可使用P_Skip模式,这种模式没有量化预测误差、不用传送运动矢量和参考索引参数。信号重建与P_16×16宏块类型预测信号类似,采用多帧缓冲区索引0的图像作为参考图像。重建P_Skip宏块的运动矢量与16×16块运动矢量预测类似。P_Skip编码类型适合没有变化或固定运动的区域,如摇镜头等,有极高的压缩率。

● B像条的帧间预测

B像条相对P像条的概念与以前的标准类似,但有些不同,B像条可以作为运动补偿预测的参考图像,B像条可以对两个补偿预测值进行加权运算。

9、变换和量化

与以前的视频编码标准类似,H.264/AVC利用预测残余变换编码。然而,H.264/AVC变换施加4×4块上,不用离散余弦变换(DCT),采用与离散余弦变换相似特性的整数变换。因为使用整数运算,所以反变换没有误差。

10、熵编码

H.264/AVC支持两种熵编码方法,最简单的熵编码方法是:对所有的语法元素,除了量化系数外,使用单一无限可扩展的码字表。这样不必为每个语法元素设计一个专用的VLC表,只需要按照数据的统计特性,客户化影射到单一码字表。使用exp-Golomb码建立单一码表,具有很简单、有规则的解码特性。

为了有效传送量化的变换系数,CAVLC(上下文自适应的可变长编码)是很有效的方法。在该方案中,对于各种语法元素的VLC码表按照已传送的语法元素可以进行切换。因为VLC表设计匹配相应的条件统计,改善了熵编码的性能。

在H.264/AVC中的算术编码引擎,与概率相关的估计等都不使用乘法操作,而是使用简单的移位和查找操作,与CAVLC操作相比,CABAC典型减少码率5%~15%。在隔行扫描视频,效果更明显。

11、去块循环滤波器

基于块编码的压缩算法的特点是偶尔产生可见的块结构,由于块边沿的精度比内部差,块效应是目前压缩算法的常见人工瑕疵。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。然而,如果差值幅度很大,编码量化过程的误差不能解释,边沿很可能反映了源图像的实际样值,不需处理。

经过滤波处理,减少了块效应,而图像的质量基本不受影响,因此主观质量大大改善。如果不滤波,同样的主观质量,需要多出5%~10%的码率。图3说明了块滤波器的效果。

12、假想参考解码器模型

标准的好处在于保证所有符合标准的解码器能够解码出一致的视频质量。要实现标准,仅仅提供编码算法的描述是不够的,在实时系统中,指定如何馈送码流比特给解码器,解码的图像如何移出解码器等都是很重要的。要实现该功能,必须指定输入/出缓冲器模型和开发与实现无关的接收机模型。这样的接收机模型称为假想参考模型(HRD)。编码器不允许产生假想参考模型不能解码的位流。因此如果所有接收机都模拟假想参考模型的行为,可以保证所有解码器解出的码流具有很好的一致性。

四、类和级及其应用

1、类和级

类和级指定符合点,这些符合点用于实现各种标准应用之间的互操作性。类定义一组编码工具和算法,用于产生一致性的比特流,级限定比特流的部分关键参数。

所有的解码器符合指定的类必须支持该类定义的所有特性,编码器不必要求使用该类支持的任何特定的特性集,但必须提供一致性的比特流,即使支持该类的解码器能实现解码。

H.264/AVC定义了3类:基类、主类和扩展类。

基类支持除下面两组特性外的所有的H.264/AVC特性:

(1)B像条、加权预测、CABAC、场编码、图像或宏块在帧场编码之间自适应切换。

(2) PI/SI像条和像条数据分割。

主类支持第一组特性,但主类不支持FMO、ASO和冗余图像特性,扩展类支持除CABAC外所有H.264/AVC特性,序列参数中包含了一些标志指示解码该码流要求解码器支持的类。

在H.264/AVC,所有类使用相同的级定义,但个别实现时,可能每个支持的类支持的级不完全相同。H.264/AVC定义了15个级。

2、新标准类的使用领域

H.264/AVC的高压缩效率,扩充了现有的应用领域,至少包含以下领域:

(1)交互视频服务,通常速率1Mbps以下,低延迟。ITU-T SG16正在修改有关系统建议,IETF正在设计RTP净荷打包器,以支持H.264/AVC在交互视频方面的应用。近期主要利用基类,然后过渡到另两类。主要应用如下:

H.320 交互式视频服务,利用基于ISDN视频会议的电路交换;

3 GPP交互式H.324/M服务;

H.323交互式视频服务,基于INTERNET,利用IP/RTP协议。

(2)娱乐视频应用,1Mbps~8Mbps码率,0.5 到2秒中等时延。H.222.0|MPEG-2正在被修改以支持这方面的应用,这些应用主要利用主类,主要应用如下:

有线、卫星、地面、DSL等广播电视;

标清和高清DVD;

通过各种媒体的视频点播。

(3)流媒体服务,典型50kbps到1.5Mbps,2秒以上的时延,这些应用主要利用基类或扩展类。有线或无线使用情况有所不同,主要应用如下:

3GPP 流, 利用IP/RTP传输,RTSP作会话设置,3GPP规范的扩充部分可能仅使用基类;

有线INTERNET 流,利用IP/RTP传输,RTSP作会话设置。

(4)其他服务,主要是低码率,以文件传送方式,不考虑时延,根据不同应用,可能用到3类,主要应用如下:

3GPP 多媒体信息服务;

视频邮件。

六、结论

H.264代表了当前业界最先进的视频压缩技术,且具有以下无可比拟的优越性。

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。

H.264超越以往的视频编解码标准,成为各个厂商竞争的焦点。目前,各主流厂商纷纷宣布,已经或将在明年推出产品化的H.264。在视频广播领域,美国哈雷公司宣布其产品MV100编码器可以支持H.264协议,哈雷原来的MPEG-2编码器MV100硬件平台已经兼容H.264能力,只需从软件升级即可。在欧洲,有两个用户已经选用了此种编码器。其中一个是法国的卫星及直播星运营商CanalSatellite,它采用哈雷高性能的数字前端系统在ADSL上传输视频业务,MV100超低码率编码能力可以实现在多种电信网上传输广播级视频节目。另外是第一个即将投入正式商业运营的英国Video network limited。

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weixin_33812391的博客 1407

深入解析视频编解码标准AVC/H.264技术文档

时间倒回到2003年,那时互联网刚刚开始普及,人们还在用拨号上网看低分辨率的MPEG-1视频。DVD虽然清晰,但一张盘只能存不到两小时内容;移动设备上的视频更是卡顿模糊,体验极差。问题出在哪?答案很简单:数据太大了!举个例子,一段未经压缩的1080p@30fps视频,每秒需要处理约6220万像素,按每个像素3字节(RGB)计算,原始数据量高达1.7GB/s!别说传输了,硬盘都扛不住 😅。

weixin_35797963的博客 1062

【无标题】h.264特性小结

基于块的混合编码器有效地联合了运动补偿预测、变换编码和熵编码。因为它具有相对较 低的复杂度和好的编码效率, 所以在各种视频编码的国际标准中都得到采用。在混合编码的框 架内, 适当地进行运动估计和补偿以及选择操作模式(帧内或帧间模式等) 可以改善编码性能。 本章介绍的H. 264/ AVC、H. 265/ HEVC 和AVS 视频编码标准都采用了基于块的混合编码。 H. 264/ AVC 标准与以前的视频编码标准相比, 引入了许多新的技术, 如帧内预测编码、可 变块大小的运动补偿、多参考帧技术以及SI/ .

weixin_43254989的博客 619

视频编码国家标准AVS与国际标准MPEG的比较(四)

本文从技术角度对MPEG-2的视频标准、MPEG-4 AVC/H.264和AVS视频(GB/T200090.2) 三个视频标准进行对比,包括技术方案、主观测试、客观测试、复杂度等四个方面。

视频编码标准H.264的核心技术分析

作者:刘頔 罗代升H.264/AVC建议是目前最新的视频压缩标准。本文首先简要介绍图像通信中,视频编码标准H.261和H.263建议的基本原理和主要特点。       然后详细分析研究了H.264建议中的关键技术,包括帧内帧间预测编码、去块效应滤波、可变块大小、多帧和亚像素运动估计、整数DCT变换以及新的熵编码等新技术。       前言       图像通信是近年来取得长足发展的现代通信技术,图

人体运动、生物特征、高性能移动计算、人性化智能交互 1708

从报错到定位:Memtest86 DQ位算法解析与实践指南

本文深入解析了Memtest86内存测试工具报错信息的解读方法,重点介绍了通过地址解析、数据转换、位比对和DQ定位四步算法,精准锁定故障DQ位的实践流程。文章以DDR4和DDR5为例,详细拆解了从十六进制报错到二进制比对的完整步骤,并提供了从单个报错分析到故障模式诊断的进阶指南,帮助用户将抽象的报错信息转化为具体的维修或排查依据。

sre5engineer的博客 486

XDMA 驱动安装与性能测试全流程解析

本文详细解析了XDMA驱动的完整安装与性能测试流程。从环境准备、源码获取、编译安装到驱动加载与设备验证,逐步指导用户打通FPGA加速卡与主机间的高速数据通道。重点介绍了如何通过官方测试脚本进行功能验证与带宽性能测试,帮助用户评估XDMA驱动的实际传输效能,为AI推理、高频交易等低延迟高带宽应用奠定基础。

weixin_29216049的博客 525

H.264/H.265/H.266三代视频编码的图像划分

在看文章的时候看到这篇在知网上面的作者写的这篇文章。可以很清晰的介绍了H.264/AVC、H.265/HEVC、H.266/VVC 视频编码标准中图像划分技术的演进过程,分析不同编码标准图像划分技术的差异。 目前的视频编码标准都采用了基于块的混合编码方式,这种编码方式先以块为基本单元进行帧内或帧间的预测,然后对预测残差进行变换量化,最后将分块模式、预测信息以及量化后残差等进行熵编码,得到编码码流...

zhang2039的博客 7042

Open3D:读写点云与可视化(C++)

迭代 //Open3D #include "Open3D/Open3D.h" //Eigen #include "Eigen/Dense" void testOpen3D::xjGetInformation(const QString &pcPath) { /* read PC */ auto cloud_ptr = std::make_shared<open3d::geometry::PointCloud>(); if (!open3d::io::ReadPointCl

累了就要打游戏 1万+

纵览视频编码标准H.264/AVC

Video.com.cn(视频网) 2006-09-25 15:38 来源: 央视科技 H.264/AVC 是ITU-T VCEG 和ISO/IEC MPEG 共同开发的视频处理标准,ITU-T作为标准建议H.264,ISO/IEC作为国际标准14496-10(MPEG-4 第10部分)高级视频编码(AVC)。      MPEG-2视频编码标准(又称为ITU-T H.262[2])已

Bolt 的专栏 3103

EM4095低频RFID曼彻斯特解码实战:从原理图到MCU代码实现

本文详细介绍了EM4095低频RFID读卡器的设计与实现,从芯片工作原理、天线设计到曼彻斯特解码算法。重点讲解了基于STM32的MCU代码实现,包括定时器捕获、数字滤波和错误处理,为开发125kHz RFID系统提供实用指南。

oil88的博客 715

联想Y9000P安装Ubuntu20.04记录

联想Y9000P 2022安装Ubuntu20.04问题记录

Legendyyy的博客 7116

H.264/AVC简介

从这一篇开始,我们将介绍H.264/AVC。在前几篇里,我们分别介绍了MPEG-1和MPEG-2,按照顺序考虑下来,我们该会疑问,接下来不应该是MPEG-3嘛?没错,事实上MPEG-3确实有,它是在MPEG-2之后,制定的应用在HDTV上的音视频标准。但是由于MPEG-2大获成功,已经可以满足需求,所以MPEG-3就被融合进了MPEG-2。 那我们又该有疑问了,那接下来也不应该是H.264/AVC...

houxiaoni01的博客 1万+

科研生产力革命:手把手教你打造基于大模型的Research Agent(文献调研+论文写作+思路激发)

本文介绍了如何利用Research Agent(科研智能体)提升科研效率。Research Agent能自主完成文献检索、信息整合和报告生成全流程,省去50%以上的基础工作时间。文章详细讲解了搭建运行环境的方法,包括工具准备和MetaGPT配置,并提供了两种实战方案:基础版Search-O1和专业版MetaGPT Research Agent。此外,还介绍了如何为垂直领域定制Agent,以及优化检索效果、改善报告逻辑等技巧。最后列举了学术研究、行业分析、内容创作和个人学习四大应用场景,帮助用户将AI从聊天工

LXY_LOVE36的博客 267

视频编码标准H.264/AVC,H.265/HEVC,VP8/VP9,AV1的基本原理、优缺点以及适用场景

视频编码标准是用于压缩数字视频数据的技术规范,以减少存储和传输所需的带宽。

十八道胡同的博客专栏 1万+

CATIA二次开发一一一获取属性的几种方法

这些方法覆盖了CATIA CAA开发中属性操作的典型场景,开发者可通过类型判断实现递归遍历、跨文档关联等复杂逻辑。此方法用于遍历对象的所有属性,获取属性键后可通过类型判断选择后续处理方式。适用于处理嵌套对象或关联对象的场景(如几何特征关联制造特征)。适用于简单属性值的直接读取(如版本号、状态标识等)。用于处理多值属性(如多选参数、装配体子件列表等)。用于处理跨文档引用(如零件关联图纸文件)。

工业软件开发 431

AI 大模型接口太零散?自建私有模型管理平台统一整合,管理使用超方便!(支持飞牛nas、群晖nas等服务器快速部署)

面对多种 AI 大模型接口难统一、管理繁琐的问题🤯,本文分享一款超实用开源网关工具⚡,可聚合各大模型、自动转接口、支持可视化管理,Docker 一键部署,大幅降低开发与维护成本🚀

XiaoqiangClub的博客 266

视频传输——1.AVC/H.264

背景 AVC(Advanced Video Coding)全称是高级视频编码,是一种视频编解码技术标准。 一直以来,视频编解码技术有两套标准,分别是国际电信联盟(ITU)的H.26x系列和国际标准化组织(ISO)的MPEG-x系列。两者的体系内都发展了很多套标准,如H.261,H.263,H.263+,又如MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4。 在此基础上,ITU的视频编码专家组和ISO的运动...

wy827349995的博客 3190

Data-Structures-and-Algorithm-Analysis-in-Java.pdf

作者: Weiss, Mark A. 出版社: Addison Wesley Data Structures and Algorithm Analysis in Java is an “advanced algorithms” book that fits between traditional CS2 and Algorithms Analysis courses. In the old ACM Curriculum Guidelines, this course was known as CS7. This text is for readers who want to learn good programming and algorithm analysis skills simultaneously so that they can develop such programs with the maximum amo...

H.264/AVC原理介绍

H264原理介绍一.H264框架图1.VCL (VideoCoding Layer,视频编码层)2.NAL(NetworkAbstraction Layer,网络提取层)二.H264原理介绍1.介绍2.优势3.特点4.技术原理冗余处理市场 一.H264框架图 图1(自己总结) 图2(官网提供) H.264的功能分两层 VCL (VideoCoding Layer,视频编码层):负责高效的视频内容表示。 NAL(NetworkAbstraction Layer,网络提取层):负责以网络所要求的恰当的方式对

嵌入式与人工智能 4362

华为的C语言编程规范.pdf

华为技术有限公司内部技术规范。本规范制定了编写C语言程序的基本原则、规则和建议。从代码的清晰、简洁、可测试、安全、程序效率、可移植各个方面对C语言编程作出了具体指导。

温度PID控制PLC程序

温度PID稳定控制程序,适用于欧姆龙PLC,对其他PLC也具有很大参考价值

H.264 SVC 与H.264 AVC 有什么区别?

AVC 实际上是 H.264 协议的别名。但自从 H.264 协议中增加了 SVC 的部分之后,人们习惯将不包含 SVC 的 H.264 协议那一部分称为 AVC,而将 SVC 这一部分单独称为 SVC。所以提到 AVC 的时候,需要根据具体情况判断到底是指 H.264 协议还是指协议中不包含 SVC 的那一部分; SVC是scalable video coding,有的

blade2001的专栏 2万+

win10 跳过U8环境检测的IE WebControls.rar

win10 安装u8的时候 提示IE WebControls 不通过,这个工具可以欺骗u8的检查。 跳过U8环境检测的IE WebControls。提示导入失败后,重新检测通过。

视频编码标准(H.264/AVC、H.265/HEVC、AV1、MPEG-2 和 MPEG-4 Part 2)

编码标准发布年份压缩效率优点缺点主要应用场景H.264/AVC2003高兼容性广,成熟,适合实时编码对 4K 支持不足,硬件要求较高流媒体、视频会议、移动设备H.265/HEVC2013非常高压缩效率高,支持 4K/8K 和 HDR专利费用高,硬件要求高4K 流媒体、超高清电视、VR/ARAV12018极高开源免版税,压缩效率优于 H.265编码复杂度极高,硬件支持尚未完全普及开源流媒体、网页视频、WebRTCMPEG-21995低兼容性广,技术成熟。

qq_45889056的博客 5865
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netsapper
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