AVS与H.264视频压缩标准解析及熵编码研究

"这篇文章主要探讨了AVS音视频编码标准以及ITU-T H.26X系列视频压缩标准，特别是H.264的熵编码技术和网络传输的研究。AVS标准借鉴了MPEG-4 AVC/H.264的框架，采用帧内预测、帧间预测、变换量化和熵编码等技术，适用于高清电视和光存储媒体等领域。H.264是新一代视频压缩标准，因其高效压缩比和网络适应性被广泛应用。熵编码是H.264的关键部分，包括Exp-Golomb、CAVLC和CABAC，其中Exp-Golomb和CAVLC在Baseline Profile中得到应用。文章还提到了基于FPGA的H.264熵编码模块实现，以及一种基于AVR单片机和RTL8019AS的编码器网络接口设计方案，利用gC/Os-II和uIP构建了多任务的网络开发平台。" 在音视频编码领域，AVS（Advanced Video Coding Standard）标准是针对数字电视、多媒体通信等应用中视频压缩需求而制定的。该标准采用了帧内预测、帧间预测、变换量化和熵编码等先进技术。在帧间预测中，使用了16x16、16x8、8x16和8x8的块模式，以及1/4像素精度的运动补偿。帧内预测则通过相邻块像素预测当前块，亮度和色度块分别有5种和4种预测模式，其中部分色度模式与亮度模式相同。在量化方面，AVS采用8x8整数变换和64级量化，方便硬件实现，且能适应不同码率和质量需求。熵编码部分，AVS使用自适应变长编码，如指数哥伦布码，并进行二维联合编码，根据元素概率动态调整编码阶数。 另一方面，H.264是国际电信联盟和国际标准化组织联合开发的标准，以其高压缩比和网络适应性被广泛采用。在熵编码中，H.264使用了Exp-Golomb、Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC) 和 Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC)。Exp-Golomb常用于无符号整数编码，而CAVLC和CABAC则适用于更复杂的熵编码场景，尤其在BaseLine Profile中，Exp-Golomb和CAVLC是常用的编码方式。文章中提到，基于FPGA实现的H.264熵编码模块包括Exp-Golomb编码、4x4变换系数块幅度值编码和变长码字拼接模块。 此外，H.264的网络适应性体现在其网络抽象层（NAL），使得编码后的数据更适合网络传输。文章提出了一个基于AVR单片机和RTL8019AS网络控制芯片的编码器网络接口设计方案，利用gC/Os-II实时操作系统和uIP轻量级网络协议栈，构建了一个低成本的网络开发平台，实现了驱动程序的编写和网络性能的测试。这一方案为H.264编码器在网络环境下的应用提供了硬件和软件支持。