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H.264算法

计算机术语

H.264 算法是一种广泛应用的视频编码标准。它通过一系列复杂的数学运算来压缩视频数据。

简介
新型的H.264/ MPEG-4 AVC视频压缩标准获得ISO/IEC以及ITU-T认证(ISO/IEC 14496-10), 同以往许多视频标准相比，此标准又上一个台阶。新型的H.264/MPEG-4AVC标准产生更高质量的画面效果, 而且大大降低了比特率, , 比H.263, MPEG-2还要低50%以上，这样就降低了带宽或存储成本, 从而这种新型视频应用技术得到广泛应用。H.264/MPEG-4 AVC 被认为是过去10年视频压缩领域最杰出的成就, 它已经在高速发展的视频应用技术中找到了自己的方向。这种编解码产生了高质量的图像，比H.263+和MPEG-4 ASP更低的比特率, 是当前最有效的D1视频压缩解决方案。
H.264是在MPEG-4技术的基础之上建立起来的，其编解码流程主要包括5个部分：帧间和帧内预测（Estimation）、变换（Transform）和反变换、量化（Quantization）和反量化、环路滤波（Loop Filter）、熵编码（Entropy Coding）。
H.264/MPEG-4 AVC（H.264）是1995年自MPEG-2视频压缩标准发布以后的最新、最有前途的视频压缩标准。通过该标准，在同等图象质量下的压缩效率比以前的H.263和Mpeg-2标准提高了2倍以上，因此，H.264被普遍认为是最有影响力的行业标准。
各个厂家都会针对自己的硬件和软件平台，对H.264算法进行研究，优化。本文介绍北京拓扑威视新技术有限公司在DM642平台上的H.264算法。
北京拓扑威视公司的TVI-264是高度优化的视频编解码器, 可运行于德州仪器TMS320DM64xTM。TVI-264的设计达到了视频效果高质量,节约成本的要求, 广泛应用于视频相关产品，如：IP 可视电话和视频监控照相机这些要求低延时的产品应用，视频会议, 远程教育系统以及其他视频应用产品最佳的选择。TVI-264编解码器可运行于德州仪器TMS320CM64xTM 和TMS320DM64XTM。另外, 也可应用于H.264码流主机为基础的回放, 并保存原始数据。
产品特点
●H.264/ MPEG-4 AVC BASELINE PROFILE
●低于H.264/MPEG-4 SP 多于50%的比特率
●高于H.263+/MPEG-4 ASP/ WM9的画面质量
●少于150ms的系统延时 (编码+解码)
●D1解决方案 (还有 4CIF 或者多重CIF渠道)
●应用于TI的TMS320CM64xTM 和
TMS320DM64XTM
●TI eXpressDSPTM自适应算法
●高度优化: 在一个TMS320DM64XTM 达到D1的最优化
视频
压缩模式 H.264/AVC (MPEG part 10)
输入构成模式 YUV 4:2:0
帧类型 逐行和隔行
图像分辨率 D1(720x576 or 720x480)，VGA (640x480)，4CIF (704x576 or 708x480) ，
CIF (352x288)，QVGA (320x240) ，QCIF (176x144)，客户定制分辨率
帧率 1-25 fps PAL, 30 fps NTSC
编解码
可调的帧率 1-25 for PAL, 1-30 for NTSC
档次/级 Baseline, 达到3.0级
运动估计 Quarter-PEL
多参考帧 达到16 for frames( 32 for fields)
整数变换 可以 4Ⅹ4
熵编码 CAVLC or CABAC
帧内预测 4x4 8种方向预测模式+1种DC 预测模式 16x16 3中方向预测模式 +1种DC 预测模式
帧间预测 7种模式
可以去方块滤波，可以P帧的skip模式
码率控制 自适应码率控制
码流输出
码率 CBR/VBR 64 Kbps 到4Mbp
GOP大小 可调整
在一个DM642上的性能：
D1 / 4CIF 1个编码器
CIF 1个编码器+ 4个解码器
环境：
参考帧 RF3 and RF5
XDAIS/eXpressDSPTM 兼容
前处理和后处理
参考设计套件
包括MPEG-4, H.263等编解码包
H.263 vs H.264 实时转码
MPEG-4 vs H.264 实时转码
H.264 vs H.264实时转码
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