PC機的MPEG-4編碼原理及實現(xiàn)
程序采用了以下策略選取相鄰塊。定義塊A,B,C,X的DC系數值分別為DC_A,DC_B,DC_C,DC_X。
如果DC_A與DC_B的差小于DC_B與DC_C的差,則DC_A與DC_B在數值上比較接近,即在垂直方向上的數值比水平方向上更接近,所以采用DC_C來預測DC_X;反之,在水平方向的數值比較接近,即采用DC_A來預測DC_X。
將當前塊的DC系數與用來預測的相鄰塊的DC系數,經過特定處理后做差,其差存放到當前塊的DC位置上,同時記錄此DC系數的預測方向。
AC預測主要是針對8×8塊的第一行或者第一列AC系數,其預測方向取決于當前塊DC系數的預測方向。如圖2所示,如果之前DC預測為水平預測,則當前塊X的第一列AC系數采用A塊的第一列AC系數預測,同時將X的第一列7個AC系數各自取絕對值后相加到變量S1(S1的初始值為0)上。將當前塊第一列AC系數與用來預測的相鄰塊A的第一列AC系數做差,其7個差值存放到當前塊的第一列AC系數的位置上,同時將7個差值各自取絕對值后相加到變量S2(S2的初始值為0)上。如果之前的DC預測為垂直預測,則只進行當前塊X的第一行AC系數預測,其預測步驟同第一列AC系數的預測一樣。
有時AC預測會產生較大的預測誤差,并沒有達到節(jié)省位流的目的,因此必須判斷AC預測的有效性。在單個8×8小塊的AC預測中,用S1記錄了此小塊的第一行或第一列AC系數的絕對值之和,用S2記錄了第一行或第一列預測后7個差值的絕對和。以一個宏塊的6個8×8小塊為單位,將各個小塊的S1與S2之差相加,得到值S。如果S非零,則此宏塊進行AC預測,其標志ACpred_flag置1,否則此宏塊不進行AC預測,ACpred_flag置0。
1.2.2 之字型掃描
DC和AC預測之后,對8×8塊的系數進行之字形掃描,共有Zigzag,Zigzag_v(交替垂直掃描)和Zigzag_h(交替水平掃描)三種掃描方式。采用何種掃描方式由三個要素決定,即幀內還是幀間預測,AC預測標志ACpred_flag的值,DC系數的預測方向。
對于幀內預測的宏塊,如果AC預測標志ACpredflag為0,則此宏塊中的6個8×8塊都使用Zigzag掃描;如果AC預測標志為1,則此宏塊中的6個8×8塊將根據各自的DC預測方向決定AC系數的掃描方向。如果DC預測為水平預測,則此8×8塊使用Zigzag_v掃描方式掃描系數,否則使用Zigzag_h掃描方式。
對于幀間預測的宏塊,其每個8×8塊統(tǒng)一采用Zigzag掃描方式掃描系數。
8×8的系數矩陣經過之字型掃描后,大部分非零系數集中在一個一維數組的前部,大部分零系數集中在此一維數組的后面,根據此特點便產生了游程編碼。
1.2.3 游程編碼和熵編碼
所謂游程編碼就是對8×8系數矩陣的AC系數進行特定的處理,使其成為個數更少的三維矢量(Last,Run,Level)。其中,Level代表非0系數的大小。Run代表Level前面連續(xù)0的個數。Last代表終止標志:其值為0時,表示Level后還有不為0的系數;其值為1時表示該系數是最后不為0的數;余下的系數全為0。游程編碼生成三維矢量,壓縮了數據量,然后根據Last,Run和Level的不同組合作為索引,找到對應Huffman編碼表中的碼字,生成碼流。
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