28、视频压缩技术全解析

视频压缩技术全解析

1. 视频压缩基础操作

1.1 变换操作

在视频编码中，变换操作是重要的一环。它将数据转换为更易于压缩的格式。过去，8×8离散余弦变换（DCT）常用于视频编码，但在现代编解码器中，它已被更简单的4×4变换所取代。

1.2 量化操作

量化是为了进一步压缩而对变换操作的输出进行处理的过程。与前面的阶段不同，量化是一种有损操作。量化在变换域中进行，以实现感知编码，即对人眼最敏感的系数给予更高的精度。通常，低频分量的量化粒度更细，而高频分量的量化则更粗糙。运动向量也会被量化。
- 量化是编码过程中唯一不可逆的阶段，信息被破坏且无法恢复，这使得视频压缩算法具有有损性。因此，选择正确的量化参数对于使重建信号可接受至关重要。
- 量化阶段会增加块中零值系数的数量，因为许多低值分量会被舍入为零。例如，H.264中典型的4×4块通常只有四个非零样本，这对后续的编码阶段很有帮助。

1.3 熵编码

熵编码是一种使用可变长度码对符号进行高效编码的技术。可变长度编码的原理是对常见符号使用短码，对不常见符号使用长码。
- 示例说明 ：以英语为例，简单的编码方案是每个字母用5位编码，如A编码为00000，B编码为00001，直到Z编码为11001，无论编码的文本如何，平均每个字母总是5位。而根据英语字母频率调整的可变长度编码方案，如E编码为011，T编码为000，A编码为1100，Z编码为11111101010。乍一看，这种方案似乎效率不高，因为有些字母的编码位数远超过5位，但对于大段文本，确实能实现压缩。例如，“TEATIME”这个单词平均每个字母约