H264熵编码详解：Exp-Golomb与CAVLC在视频压缩中的应用

H.264熵编码是无损压缩编码的关键技术，在视频压缩编码标准H.264中起着核心作用，确保了压缩后的视频数据能够被准确还原。该文档详细探讨了三种主要的熵解码方案：指数哥伦布解码、Context-adaptive variable-length coding (CAVLC) 解码和Context-based adaptive binary arithmetic coding (CABAC) 解码。 1. **指数哥伦布编码（Exp-Golomb Codes）** - 有四种描述符类型：无符号指数哥伦布ue(v)，有符号指数哥伦布se(v)，截断指数哥伦布te(v)和映射指数哥伦布me(v)。 - ue(v)和se(v)是变长编码，结构固定，通过读取前缀和信息后缀计算码字值，ue(v)直接映射，se(v)通过K进制转换。 - te(v)和ue(v)类似，但当v的位数为1时，值取反。 - me(v)的转换规则更复杂，需要参考标准表9-4。 2. **CAVLC (Context Adaptive Variable-Length Coding)** - CAVLC利用上下文自适应编码，根据已编码符号预测当前符号的编码方式，减少冗余。 - 上下文模型包括选择适当的非零系数和拖尾系数编码表格，以及确定非零系数幅值的后缀长度更新。 - CAVLC解码涉及五个步骤，按照Zig-zag扫描顺序进行，确保解码效率。 3. **CABAC (Context-Based Adaptive Binary Arithmetic Coding)** - 当熵编码_mode_flag为1时，使用CABAC，这是一种基于二进制算术编码的熵编码方法，能进一步提高编码效率，尤其在处理连续数据时效果显著。 理解这些熵编码方案对于解析H.264关键帧并提取视频参数至关重要，如分辨率信息。通过掌握这些编码和解码机制，可以优化视频压缩过程，同时确保在解码时数据的完整性和性能。对于视频编码和处理专业人士来说，深入理解这些编码原理是提高编码质量和处理效率的基础。