MPEG-4技术的演进与在中国的应用(05-100)

　　帧间预测功能

　　H.264/AVC可根据每个宏块片编码类型的不同,以几种编码类型中的一种进行传输,并且所有片编码类型可支持INTRA-4×4和INTRA-16×16两种类别的帧内编码类型。在以往的视频编码标准中,预测操作都是在转换域中进行的,而在H.264/AVC标准中,这一操作往往是根据已编码块中的相邻样本,在空间域中进行的。帧内预测不能跨越片边界,以保持片与片之间的相互独立性。

　　P片中的活动补偿

　　除帧内宏块编码类型外,H.264/AVC还包含多种针对P片宏块的预测性或活动补偿性的编码类型。宏块被分割在用于活动描述的大小固定的块中,每个P类宏块对应一个特定的宏块分区。活动补偿的精度为一个样本距离的四分之一。

　　一般情况下,H.264/AVC的语法可支持无限制的活动矢量,即活动矢量可以超出画面区域,但活动矢量元件预测不能跨越片边界。

　　整数转换

　　此外,与以往的视频编码标准相似,H.264/AVC也采用预测剩余的转换编码,但这种转换仅应用于4×4块,而且计算中采用了与4×4离散余弦转换(DCT)特性基本相同的分离整数转换,以此取代了4×4DCT。由于整个逆转换过程由精确整数运算定义,因此避免了逆转换过程中的不错配现象。而对于转换系数的量化,H.264/AVC运用了标量化的方法。块中的量化转换系数通常按照之字形顺序进行扫描,并采用平均信息量编码的方式传输。只要16位整数值相加,并在16位整数值的基础上进行位移操作,H.264/AVC 中的所有转换就都能实现。

 

　　图2 一个H.264的P片宏块的分区结构

 

　　图3 多画面活动补偿预测

　　平衡信息量编码

　　为实现量化转换系数的传输,H.264/AVC采用了更先进的前后自适应可变长度编码(CAVLC),与仅采用单个VLC列表的方法相比,这一技术能进一步改善平均信息量编码质量。此外H.264/AVC还支持前后自适应二进制算术编码(CABAC),与CAVLC相比,CABAC在进行相同质量的电视信号编码时,通常能够节约10%到15% 的位率,从而进一步提升了平均信息量编码效率。