协议软件部培训PPT - H.264视频编解码技术.ppt

H.264视频编解码技术 终端研发部 协议软件部 目录 培训目标 掌握视频信息和视频编码的相关概念 理解H.264编解码器的工作原理和关键算法 掌握主流的H.264开源编解码器的架构和实现 掌握H.264视频数据RTP传输封包格式 培训重点 视频信息特点和格式 视频编码的相关术语和概念 视频编码标准H.263、H.264 H.264编解码器的工作原理和关键过程 H.264开源编码器X264、解码器FFMPEG架构和实现 H.264视频数据RTP传输封包格式 培训内容 视频信息特点 直观性 确切性 高效性 广泛性 高带宽性 详见《预研报告》中的阐述说明。 培训内容 视频信息格式 视频信号的取样有两种： 时间取样： 运动图像可由每秒若干帧静止图像构成，我国采用的PAL制彩色视频规定每秒25帧，美日等采用的NTSC制彩色视频则为每秒30帧。这种取样方式即时间取样。 空间取样： 在同一视频信号帧中，同一行由若干取样点构成，这些取样点称为像素，这种取样就属于空间取样。 常用彩色视频格式： 亚QCIF - 96×128 QCIF - 144×176 CIF - 288×352 4CIF - 576×720 培训内容 视频信息格式 彩色空间 RGB 任何彩色图像可由不同比例的红色、绿色和蓝色组合而成，即三基色原理。这种表示彩色图像的方法即RGB彩色空间。 YCbCr(YUV) 人类视觉系统（HDV）对亮度比彩色更敏感，因此可以把亮度信息从彩色信息分离出来，并使之具有更高的清晰度，彩色信息的清晰度较低些，可显著压缩带宽，实现视频压缩的一部分，人的感觉却没有不同。 如果亮度分量用Y表示，色度用Cb，Cr表示，则由大量实验得出： Y=0.299R+0587G+0.114B Cb=0564(B－Y) Cr=0.713(R－Y) 培训内容 视频信息格式 视频取样 4:2:0，在水平和垂直清晰度方面，Cb 和Cr 都是Y 的一半。 4:2:2，这时彩色分量和亮度分量具有同样的垂直清晰度，但水平清晰度彩色分量是亮度分量的一半。 4:4:4 ，Y、Cb 和Cr 具有同样的水平和垂直清晰度，在每一像素位置，都有Y，Cb 和Cr分量，即不论水平方向还是垂直方向，每4个亮度像素相应的有4个Cb和4个Cr色度像素。 4:2:0 4:2:2 4:4:4 培训内容 视频编码的相关术语 场和帧 片和宏块 片组 档次和级 SP和SI SPS和PPS 图像序列号（POC） RBSP和SODB 详见《预研报告》中的阐述说明。 培训内容 视频编解码的概念 视频编解码系统的基本结构： 培训内容 视频编解码的概念 根据采用信源模型，视频编码可以分为两大类： 基于波形的编码 利用像素间的空间相关性和帧间的时间相关性，采用预测编码和变换编 码技术可大大减少视频信号的相关性，从而显著降低视频序列的码率， 实现压缩编码的目标。 H.263、 H.264、H.320、H.323都属于基于波形的 编码。 基于内容的编码 先把视频帧分成对应于不同物体的区域，然后对其编码。具体说来，即 对不同物体的形状、运动和纹理进行编码。MPEG-4采用的编码方法就 既基于块的混合编码，又有基于内容的编码方法。 培训内容 视频编码标准发展简史 1984年，CCITT第15研究组发布了数字基群电视会议编码标准 H.120建议。 1988年，CCITT通过了“p×64Kbps（p＝1,2,3,4,5,,,,30）”视像编码标准H.261建议，被称为视频压缩编码的一个里程碑。 1986年，ISO和CCITT成立了联合图像专家组（JPEG，Joint Photographic Experts Group），研究连续色调静止图像压缩算法国际标准，1992年7月通过了JPEG标准。 1988年，ISO/IEC信息技术联合委员会成立了活动图像专家组（MPEG，Moving Picture Expert Group）。1991年公布了MPEG-1视频编码标准，码率为1.5Mbps，主要应用于家用VCD的视频压缩；1994年11月，公布了MPEG-2标准，用于数字视频广播（DVB）、家用DVD的视频压缩及高清晰度电视（HDTV）。 培训内容 视频编码标准发展简史 1995年，ITU-T推出H.263标准，用于低于64Kbps的低码率视频传输，如PSTN信道中可视会议、多媒体通信等。1984年和2000年又分别公布了H.263+、H.263++等标准