2024年3月31日发(作者：)

H.264 MPEG4

H.264概览

1. 引言

数字电视和DVD-video的出现使得广播电视和家庭娱乐发生了彻底的变革.越来越多的这些

应用成为可能随着视频压缩技术的标准化.MPGE系列的下一个标准,MPEG4,正使得新一代

的基于因特网的视频应用成为可能.而现在视频压缩的ITU-T H.263标准被广泛的应用于视

频会议系统．

MPEG4(视频)和H.263都是基于视频压缩(视频编码)技术的标准(大约从1995年开始).运动图

像专家组和视频编码专家组(MPEG和VCEG)致力于开发一个比MPEG4和H.263有更好性

能的新标准,有着高品质,低比特视频流的特性一个更好的视频图像压缩方法.新标准"高级视

频编码"(AVC)的历史可追溯到7年前.

1995年,为了通过电话线传输视频信号而制定的H.263标准定稿以后.ITU-T视频编码专家组

(VCEG)就开始工作在两个更深入的发展领域:一个是"短期"的努力去增加H.263的额外特性

(制定出标准的版本2),还有一个"长期"的努力,去开发一个适用于低比低率下可视通信的新

标准,提供比之前的ITU-T标准更有效,明显更好的视频压缩方法.2001年,ISO运动图像专家

组(MPEG)意识到H.26L的潜在优点,就组成了视频联合工作组(JVT),包括MPEG和VCEG的

的专家.JVT的主要任务就是将H.26L"模式"草案发展成为一个完全的国际标准.实际上,结果

产生了两个标准:ISO MPEG4第10部分和ITU-T H.264. 新标准的官方命名是"高级视频编码

"(AVC);然而,旧的命名H.26L和以ITU文档号命名的IH.264[1]更广为人知.

2. H.264 编解码器

和之前的标准一样(如MPEG1,MPEG2和MPEG4),H.264标准草案并没有明确定义一个编解

码器.在一定程度上,标准定义了视频比特流编码和与之相对应的解码方法的语法.然而实际

上,一个符合的编码和解码器一般包括如图Figure 2-1 和Figure 2-2中所示的功能模块.同时

这些图中所示功能通常是必须的,但编解码器还是可以有相当多的变种.基本的功能模块(预

测,传输,量化,熵编码)与之前的标准(MPEG1,MPEG2,MPEG4,H.261,H.263)差不多.H.264的最

重要的变化是在这些功能模块的实现细节上.

编码器包括两个数据流路径.一个"前向"路径(从左到右,以蓝色表示)和一个"重构"路径(从右

到左,以洋红色表示).解码器的数据流路径以从右到左的方式表示,以此来说明编码器和解码

器之间的相同点.

2.1编码器（前向路径）

当一个输入帧Fn被提交编码。该帧以宏块（相当于16X16像素的原始图像）为单位来进行

处理。 每个宏块被编码成帧内模式或帧间模式。在这两种情况下，会产生一个基于重建帧

的预测宏块P。在帧内模式下，P根据之前已经编码，解码，重建的当前帧n中的采样产生

（图中以uF’n表示。注意是未经过滤的采样用来产生P）。在帧间模式下，P根据采用一个

或多个参考帧的运动补偿预测来产生。在图中，参考帧表示为之前已经编码的帧F’n-1；然

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而，每个宏块的预测可能根据过去或将来（以时间为序）的一或多个已经编码并重构的帧来

产生。

预测P被从当前宏块中减去来产生一个残留的或差异宏块Dn。它以量化变换系数集X变换

（使用块变换）并量化.这些系数被重新排序并进行熵编码。在宏块解码时需要的熵编码系

数和边信息（如宏块预测模式，量化步长，描述宏块如何运动补偿的运动矢量等等）组成了

压缩的比特流。它被传输到了网络抽象层（NAL）进行传输或保存。

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