H.264熵编码：CABAC、CAVLC与Exp-Golomb解析

"CABAC熵编码技术，包括H.264标准中的三种熵解码方案：指数哥伦布解码、CAVLC解码和CABAC解码。CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）是H.264熵编码的主要部分，尤其在熵编码_mode_flag设置为1时被使用。它是一种上下文自适应的二进制算术编码方法，能够高效地利用相邻编码符号的相关性，减少冗余信息，提高视频压缩效率。" 在H.264视频编码标准中，熵编码是关键步骤之一，用于从源数据中提取统计上的独立信息，并生成可高效传输或存储的码流。熵编码器通常包括无损过程，确保解码后的数据与原始数据完全一致。H.264标准提供了三种熵解码策略，分别是指数哥伦布（Exp-Golomb）编码、上下文自适应变量长度编码（CAVLC）和上下文自适应二进制算术编码（CABAC）。 指数哥伦布编码是一种基于位移的变长编码，分为无符号、有符号、截断和映射四种类型。无符号指数哥伦布（ue(v)）编码用于编码非负整数，其码字由一段前缀的零和随后的信息位组成。有符号指数哥伦布（se(v)）编码则用于编码有符号整数，通过计算转换公式来得到实际值。截断指数哥伦布（te(v)）和映射指数哥伦布（me(v)）则根据具体应用场景进行操作。 CAVLC，即上下文自适应变量长度编码，是一种利用相邻编码符号上下文信息的编码方式。它针对非零系数和拖尾系数的个数选择适当的上下文模型，减少了编码冗余。CAVLC解码过程涉及五个主要步骤，包括非零系数的检测、系数幅值的解码、上下文模型的更新等，遵循Zig-zag扫描顺序。 CABAC是H.264中更为复杂和高效的编码方法，它根据当前符号的上下文选择编码模型，从而实现更精细的数据压缩。相比于CAVLC，CABAC能更好地处理视频序列中的局部依赖性，提高编码效率。然而，这也意味着CABAC的计算复杂度相对较高，需要更多的解码资源。 总结来说，CABAC熵编码技术是H.264编码标准中的重要组成部分，通过上下文自适应的算术编码方法，有效地利用了视频数据的统计特性，实现了高质量的视频压缩。指数哥伦布编码和CAVLC作为补充，提供了不同场景下的解码选项，共同构成了H.264编码的丰富工具箱。