H.264標(biāo)準(zhǔn)

H.264標(biāo)準(zhǔn)是ITU-T的VCEG(視頻編碼專家組)和ISO/IEC(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會)的MPEG(活動圖像專家組)聯(lián)合開發(fā)的一個新的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。該標(biāo)準(zhǔn)1998年1月份開始征集草案，1999年9月完成第1個草案，2002年7月形成CD版，預(yù)計(jì)2002年內(nèi)通過。

H.264標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)在于：編碼效率高，在相同的重建圖像質(zhì)量下，能夠比H.263標(biāo)準(zhǔn)節(jié)約50％左右的碼率；網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)，增加差錯恢復(fù)能力和網(wǎng)絡(luò)友好性，其重點(diǎn)放在IP和無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用上；語法描述簡單，回歸簡潔的設(shè)計(jì)原則，避免過多的選項(xiàng)和配置。

H.264標(biāo)準(zhǔn)稟承了以往視頻標(biāo)準(zhǔn)的混合編碼的構(gòu)架，可分為負(fù)責(zé)壓縮的視頻編碼層(VCL)和負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)提取層(NAL)。H.264標(biāo)準(zhǔn)除支持傳統(tǒng)的I幀、P幀和B幀外，還定義了SP幀，可以在不同的視頻流或同一個視頻流的不同部分進(jìn)行切換。

該標(biāo)準(zhǔn)支持16×16、8×8、4×4等7種子塊劃分模式，還支持多幀參考，允許編碼器在編碼每一幀圖像時使用一幀以上的先前已編碼圖像作為參考幀，支持1/4和1/8像素精度的運(yùn)動矢量。它還使用基于4×4塊的整數(shù)變換和反變換以減少復(fù)雜度。熵編碼采用通用變長編碼或內(nèi)容自適應(yīng)的二進(jìn)算術(shù)編碼器。此外還采用了去塊效應(yīng)濾波器、幀內(nèi)預(yù)測等先進(jìn)技術(shù)。

H.264標(biāo)準(zhǔn)具有廣闊的應(yīng)用前景，如應(yīng)用于實(shí)時雙向通信、因特網(wǎng)視頻、視頻存儲轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)、異構(gòu)網(wǎng)上的多點(diǎn)通信等?！?/p>

信源信道聯(lián)合編碼

信源編碼是一個數(shù)據(jù)壓縮的過程，其目的是盡可能地將信源中的冗余度去掉；而信道編碼則是一個增加冗余的過程，通過適當(dāng)加入冗余度來達(dá)到抵抗信道噪聲、保護(hù)傳輸數(shù)據(jù)的目的。從冗余度的角度看，這兩個過程剛好相反。信息論原理指出，在通信系統(tǒng)中，信源編碼和信道編碼可以分別進(jìn)行最優(yōu)化處理而不會影響系統(tǒng)的總體性能。但這只是理論上的結(jié)論，它是有條件成立的，例如它要求系統(tǒng)支持無限長的編碼碼字和編解碼時延，并且僅對點(diǎn)對點(diǎn)的通信適用。這些條件往往是實(shí)際所不允許的，因而這種設(shè)計(jì)方式也難使系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)。

信源信道聯(lián)合編碼(JSCC)的方法可以克服上述缺陷，其設(shè)計(jì)原則是以一定信道誤碼統(tǒng)計(jì)特性為條件，通過對信源信道聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計(jì)，對于特定的信源和信道特性達(dá)到最小化傳輸誤差的結(jié)果，獲得最優(yōu)的端對端傳輸性能。例如，常用的方法之一就是聯(lián)合設(shè)計(jì)信源編碼器和信道編碼器的碼字，可以有效地將信源和信道編碼器結(jié)合成一個信源信道編碼器；還可以在較低層次上將信源編碼器和信道編碼器組合在一起，其本質(zhì)也是聯(lián)合設(shè)計(jì)信源和信道編碼器。

信源信道聯(lián)合編碼的應(yīng)用范圍已經(jīng)越來越廣泛，信源信道編碼器編碼模式的選擇、各種編碼參數(shù)的調(diào)整等都可以依據(jù)信源屬性和信道統(tǒng)計(jì)特征自適應(yīng)地調(diào)整?！?/p>

多描述編碼

多描述編碼(MDC)可歸結(jié)為這個問題：當(dāng)一個信源被兩個(或更多)描述所表示時，對這兩個描述分開解碼和聯(lián)合解碼時的失真下界是什么？對此，在工程應(yīng)用中稱之為多信道問題，在信息理論界稱之為多描述問題。

在視頻壓縮編碼中，多描述編碼是針對單描述編碼而言的。傳統(tǒng)的視頻編碼是單描述編碼，即對應(yīng)一個視頻源只有一個碼流。在這種情況下，如果這個碼流遭到破壞，則解碼端就無法將它解碼顯示；如果未遭到誤碼，其解碼出來的圖像質(zhì)量是固定的(由編碼器決定的)。一般來說，這種方法難以適應(yīng)誤碼多發(fā)環(huán)境的信號傳輸。

多描述編碼方法是將同一視頻源編碼為多個碼流，每個碼流就是這個視頻流的一個描述，形成多重描述。將這些描述分別通過多個相對獨(dú)立的信道傳送到接收端。接收端接收到任何一個描述(碼流)都可以恢復(fù)出一定質(zhì)量的圖像，接收端收到的描述越多，這些描述加起來形成的圖像質(zhì)量就越高。

在傳輸中，每個描述占用一個信道，所有信道同時出錯的概率很小，因而多描述的視頻編碼方法可以適應(yīng)傳輸條件惡劣的信道，尤其是IP或無線信道。多描述所借助的多信道既可以是真實(shí)的多個物理信道，也可以是一個物理信道經(jīng)交織或頻分復(fù)用所形成的多個邏輯信道。多描述編碼的總體效率比單描述編碼低，但用這一代價換來的是在誤碼多發(fā)環(huán)境中視頻傳輸?shù)慕研源蟠笤鰪?qiáng)?！?/p>