H.264/AVC:新一代视频压缩编码标准解析

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"图像复合编码数据结构-计算流体力学及其并行算法" 本文主要讨论的是图像编码技术,特别是H.264/AVC标准,这是新一代的视频压缩编码标准,由毕厚杰主编的《新一代视频压缩编码标准》对此进行了详细阐述。H.264标准因其在视频质量和数据率之间的优越平衡而受到广泛关注。 在图像复合编码的数据结构中,有四个主要层次: 1. 帧层:这是最基本的单位,包含帧起始码(PSC)、帧计数码(TR)、帧类型信息码(PTYPE)以及备用插入信息码。这些信息用于标识和管理视频序列中的各个帧,比如区分I帧、P帧或B帧,以及调整编码策略。 2. 块组层:在帧之上,有块组层,每个块组由GBSC、GN、GQOANT和备用插入信息等构成。块组是编码和解码过程中的基本处理单元,其中GQOANT表示量化步长,影响压缩效率和图像质量。 3. 宏块层:宏块是块组内的组成部分,由4个亮度块和2个色度块组成。宏块的相关信息包括MBA(宏块地址码)、MTYPE(宏块类型码)、MQUANT(宏块量化步长码)、MVD(运动矢量数据)和CBP(编码模式)。CBP特别重要,因为它指示哪些块包含了非零DCT系数,从而决定编码过程中的数据传输。 4. 块层:在宏块内部,8x8的DCT系数按照Zig-Zag扫描顺序排列,然后进行熵编码(通常是变长编码)。EoB(块结束符)用于标记块的结束,确保解码器正确识别每个块的边界。 H.264标准的优越性在于,相比于之前的H.263或MPEG-4,它能在保持相同视频质量的前提下显著降低数据速率,或者在相同的比特率下提供更高的图像质量。这种高效的压缩能力使得H.264成为各种视频应用,如高清电视、网络流媒体和移动通信中的首选标准。 全书共9章,不仅详细介绍了H.264标准,还涵盖了数字视频和视频编码的基本概念,以及MPEG-4等其他视频编码标准,为深入理解H.264提供了坚实的基础。第7章专门讨论了H.264码流的句法和语义,这对于理解和实现编解码器至关重要。此外,书中还涉及到了服务质量(QoS)在H.264视频编码传输中的应用,这对于保证视频在各种网络环境下的流畅播放是必不可少的。 本书适合通信、广播电视专业的本科学生作为教材,也适合作为研究生和专业人士的研究参考,帮助他们在视频技术领域获得深入的理解和技能。