(课件)-H264码率控制简介
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H264编码技术一、H.264的制定过程和应用场合在制订完最初的H.263标准之后,ITU-T的视频编码专家组(VCEG)将开发工作分为两部分:一部分称之为“短期(short-term)”计划,目的是给H.263增加一些新的特性(这一计划开发出了H.263+和H.263++);另一部分被称为“长期(long-term)”计划,其最初的目标就是要制定出一个比当时其他的视频编码标准效率提高一倍的新标准。
这一计划在1997年开始,其成果就是作为H.264前身的H.26L(起初叫H.263L)。
在将近2001年底,由于H.26L优越的性能,ISO/IEC的MPEG专家组加入到VCEG中来,共同成立了联合视频小组(JVT),接管了H.26L的开发工作。
这个组织的目标是:“研究新的视频编码算法,其目标是在性能上要比以往制定的最好的标准提高很多。
”这一标准正式成为国际标准是2003年3月在泰国Pattaya举行的JVT第7次会议上通过的。
由于该标准是由两个不同的组织共同制定的,因此有两个不同的名称:在ITU-T中,它的名字叫H.264;而在ISO/IEC中,它被称为MPEG-4的第10部分,即高级视频编码(A VC)。
H.264的应用场合相当广泛,包括可视电话(固定或移动)、实时视频会议系统、视频监控系统、因特网视频传输以及多媒体信息存储等。
目前在国际上,加拿大的UB Video公司开发出了一套基于TMS320C64x系列的H.26L实时视频通信系统,它可以在160kbit/s 的码率下获得与H.263+在320kbit/s下相同的图像质量。
另一家加拿大的公司VideoLocus通过在系统中插入一块基于FPGA的硬件扩展卡,在P4平台上实现了H.264的实时编解码。
二、H.264的特点H.264在编码框架上还是沿用以往的MC-DCT结构,即运动补偿加变换编码的混合(hybrid)结构,因此它保留了一些先前标准的特点,如不受限制的运动矢量(unrestricted motion vectors),对运动矢量的中值预测(median prediction)等。
H264标准详解H.264 标准详解JVT(Joint Video T eam,视频联合工作组)于2001 年12 月在泰国Pattaya 成立。
它由ITU-T和ISO 两个国际标准化组织的有关视频编码的专家联合组成。
JVT 的工作目标是制定一个新的视频编码标准,以实现视频的高压缩比、高图像质量、良好的网络适应性等目标。
目前JVT 的工作已被ITU-T 接纳,新的视频压缩编码标准称为H.264 标准,该标准也被ISO 接纳,称为A VC(Advanced Video Coding)标准,是MPEG-4 的第10 部分。
H.264 标准可分为三档:基本档次(其简单版本,应用面广);主要档次(采用了多项提高图像质量和增加压缩比的技术措施,可用于SDTV、HDTV 和DVD 等);扩展档次(可用于各种网络的视频流传输)。
H.264 不仅比H.263 和MPEG-4 节约了50%的码率,而且对网络传输具有更好的支持功能。
它引入了面向IP 包的编码机制,有利于网络中的分组传输,支持网络中视频的流媒体传输。
H.264 具有较强的抗误码特性,可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。
H.264 支持不同网络资源下的分级编码传输,从而获得平稳的图像质量。
H.264 能适应于不同网络中的视频传输,网络亲和性好。
一、H.264 视频压缩系统H.264 标准压缩系统由视频编码层(VCL)和网络提取层(Network Abstraction Layer,NAL)两部分组成。
VCL 中包括VCL 编码器与VCL 解码器,主要功能是视频数据压缩编码和解码,它包括运动补偿、变换编码、熵编码等压缩单元。
NAL 则用于为VCL 提供一个与网络无关的统一接口,它负责对视频数据进行封装打包后使其在网络中传送,它采用统一的数据格式,包括单个字节的包头信息、多个字节的视频数据与组帧、逻辑信道信令、定时信息、序列结束信号等。
包头中包含存储标志和类型标志。
H264基础简介前⾔H264是属于视频的编码层的标准格式,视频编码显然是为了压缩⼤⼩。
我们看下⼀个完全没压缩的视频数据⼤⼩。
假设视频是⾼清(1280 * 720),每秒30帧,也就是每秒的数据1280 * 720 *30 / 8(字节) /1024(KB)/1024(MB) = 3.11MB那么90分钟的电影就要16.7GB,这个数据量显然在当前⽹络下是不现实的。
视频压缩的原理就是去除视频冗余部分,下⾯列举下1,时间冗余时间冗余是序列图像(电视图像、动画)和语⾳数据中所经常包含的冗余。
图像序列中的两幅相邻的图像,后⼀幅图像与前⼀幅图像之间有较⼤的相关性,这反映为时间冗余。
同理,在语⾔中,由于⼈在说话时发⾳的⾳频是⼀连续的渐变过程,⽽不是⼀个完全的在时间上独⽴的过程,因⽽存在时间冗余。
2,空间冗余空间冗余是图像数据中经常存在的⼀种冗余。
在同⼀幅图像中,规则物体和规则背景(所谓规则是指表⾯颜⾊分布是有序的⽽不是杂乱⽆章的)的表⾯物理特性具有相关性,这些相关性的光成像结构在数字化图像中就表现为数据冗余。
,3,知识冗余有许多图像的理解与某些基础知识有相当⼤的相关性,例如:⼈脸的图像有固定的结构。
⽐如,嘴的上⽅有⿐⼦。
⿐⼦的上⽅有眼睛,⿐⼦位于正脸图像的中线上等等。
这类规律性的结构可由先验知识相背景知识得到,我们称此类冗余为知识冗余。
4,结构冗余有些图像从⼤域上看存在着⾮常强的纹理结构,例如布纹图像和草席图像,我们说它们在结构上存在冗余。
5,视觉冗余⼈类视觉系统对于图像场的任何变化,并不是都能感知的。
例如,对于图像的编码和解码处理时,由于压缩或量⽐截断引⼊了噪声⽽使图像发⽣了⼀些变化,如果这些变化不能为视觉所感知,则仍认为图像⾜够好。
事实上⼈类视觉系统⼀般的分辨能⼒约为26灰度等级,⽽⼀般图像量化采⽤28灰度等级,这类冗余我们称为视觉冗余。
通常情况下,⼈类视觉系统对亮度变化敏感,⽽对⾊度的变化相对不敏感;在⾼亮度区,⼈眼对亮度变化敏感度下降。
.H.264标准简介摘要:众所周知,人类社会的三大支柱是:物质、信息和能量,而信息化的支柱就是信息。
作为传递信息的数字视频技术在通信和广播领域获得日益广泛的应用,特别是20世纪90年代以来,随着internet和移动通信的发展,视频信息和多媒体信息在通信领域的处理和传输技术成为了当前我国信息化的热点。
正文:随着HDTV的兴起,H.264这个规范频频出现在我们眼前,HD-DVD和蓝光DVD均计划采用这一标准进行节目制作。
而且自2005年下半年以来,无论是NVIDIA还是ATI都把支持H.264硬件解码加速作为自己最值得夸耀的视频技术。
H.264标准是在1997年由ITU的视频编码专家组(Video Coding Experts Group)提出时被称为H.26L,在ITU与ISO合作研究后被称为MPEG4 Part10(MPEG4 AVC)或H.264(JVT)。
一、H.264标准介绍H.264标准是一种高性能的视频编解码技术。
目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个,一个是“国际电联(ITU-T)”,它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等,另一个是“国际标准化组织(ISO)”它制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。
而H.264则是由两个组织联合组建的联合视频组(JVT)共同制定的新数字视频编码标准,所以它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4高级视频编码(Advanced Video Coding,A VC),而且它将成为MPEG-4标准的第10部分。
因此,不论是MPEG-4 A VC、MPEG-4 Part 10,还是ISO/IEC 14496-10,都是指H.264。
H.264和以前的标准一样,也是DPCM加变换编码的混合编码模式。
但它采用“回归基本”的简洁设计,不用众多的选项,获得比H.263++好得多的压缩性能;加强了对各种信道的适应能力,采用“网络友好”的结构和语法,有利于对误码和丢包的处理;应用目标范围较宽,以满足不同速率、不同解析度以及不同传输(存储)场合的需求。
基于H.264的码率控制算法基于H.264的码率控制算法一、前言随着数字视频通信和视频编码技术的快速发展,H.264编码已成为目前最流行的视频编码标准之一。
为了实现高质量的视频传输和存储,码率控制算法被广泛应用于H.264编码中。
本文将重点探讨基于H.264的码率控制算法。
二、H.264编码简介H.264编码是一种视频压缩技术,通过减少冗余信息以及利用空间和时间相关性来达到数据压缩的目的。
H.264编码算法具有出色的画质表现和高压缩比。
然而,由于视频传输和存储资源有限,需要对视频流的码率进行控制以适应特定的需求。
三、码率控制算法1. 码率控制概述码率控制是指根据特定的应用需求,通过调整编码参数来控制视频编码的码率。
码率控制算法能够根据输入的视频源和目标码率生成合适的视频码流。
常见的码率控制算法包括恒定码率(CBR)、可变码率(VBR)和动态码率(DRC)。
2. CBR码率控制CBR码率控制算法固定每个视频帧的码率,将帧间码率均匀分配,保持恒定的传输速率。
这种算法适用于对传输延迟和网络带宽要求较高的应用,如实时视频通话等。
然而,CBR码率控制算法对于视频中的运动场景和细节丰富的部分可能会出现压缩失真。
3. VBR码率控制VBR码率控制算法根据视频内容的复杂程度动态调整每个视频帧的码率。
在静止或低运动的场景中,VBR算法会降低码率以减少冗余信息的传输,而在高运动的场景中会提高码率以保持画质。
VBR算法可以更好地适应视频内容的变化,但在网络带宽不稳定的情况下,可能会导致传输延迟或视频卡顿。
4. DRC码率控制DRC码率控制算法是基于H.264标准的一种动态码率控制方法,它通过监测编码器的缓冲区状态和网络的带宽情况来动态地调整码率。
当网络带宽较大时,DRC算法会增加码率以提高视频质量,而当网络带宽较小时,DRC算法会降低码率以保持视频的连续性。
DRC算法能够更好地适应网络环境的变化,提供更好的用户体验。