【H.264/AVC视频编解码技术详解】十九、熵编码(5):CABAC语法元素的二值化

本文主要是介绍【H.264/AVC视频编解码技术详解】十九、熵编码(5):CABAC语法元素的二值化,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

《H.264/AVC视频编解码技术详解》视频教程已经在“CSDN学院”上线,视频中详述了H.264的背景、标准协议和实现,并通过一个实战工程的形式对H.264的标准进行解析和实现,欢迎观看!

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,只有自己按照标准文档以代码的形式操作一遍,才能对视频压缩编码标准的思想和方法有足够深刻的理解和体会!

链接地址:H.264/AVC视频编解码技术详解

GitHub代码地址:点击这里


一、上下文自适应的二进制算术编码

在上篇博文【H.264/AVC视频编解码技术详解】十八:算术编码的基本原理与实现中研究了算术编码的基本概念,然而在实际的H.264编解码的方法中,显然是不可能采用上文中简单的算法来实现。在实际应用中,H.264采用的为称作上下文自适应的二进制算术编码(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding, CABAC)。CABAC算法是H.264中新引入的一种非常复杂的熵编码算法,专门用于视频的压缩编码。事实证明,在视频压缩编码领域,CABAC保持了强大的生命力,在H.264更新的标准H.265中继续保留了CABAC算法,并且废弃了CAVLC而将CABAC作为主要的熵编码方法。

在CABAC中,主要步骤或算法可以分为3个步骤/类别:

  1. 语法元素的二值化;
  2. 上下文模型;
  3. 算术编码;

在本章节中主要讨论语法元素二值化过程,上下文模型和算术编码在后续章节详述。

二、二值化方法

我们知道,预测编码、变换编码等步骤输出的信息多种多样,不会仅仅出现二进制数据,例如宏块类型mb_type或预测模式pred_mode等信息具有比较广泛的取值范围。在输入算术编码器之前,需要对这些语法元素进行二值化操作。在H.264的标准文档中,二值化的方法定义在9.3.2节。

语法元素二值化的输入数据为一个语法元素的值,例如型mb_type等。而输出的信息为语法元素的二值化数据流,以及maxBinIdxCtx、ctxIdxOffset和bypassFlag等信息。在协议文档中定义的二值化方法有:

  • 一元二值化(Unary Binarization);
  • 截断一元二值化(Truncated Unary Binarization);
  • k阶指数哥伦布编码;
  • 定长编码;
  • 其他方法;

2.1 一元二值化(Unary Binarization)

一元二值化方法是一种非常简单的方法。二值化之后的码流长度等于语法元素的值val,且除了最后一位为0外,前面的val-1位均为1。对应关系为:
在这里插入图片描述

2.2 截断一元二值化(Truncated Unary Binarization)

采用截断一元二值化方法时,输入数据除了语法元素的值之外,还需要传入一个值cMax,表示语法元素的上限值。使用截断一元二值化时,如果语法元素的值小于cMax,则采用2.1所述的一元二值化方法;如果语法元素的值等于cMax,则二值化的输出码流为cMax个bit-1。

2.3 k阶指数哥伦布编码

指数哥伦布编码在前面的博文中已有详述,详情可见:

  • 【H.264/AVC视频编解码技术详解】八、 熵编码算法(2):H.264中的熵编码基本方法、指数哥伦布编码】

2.4 定长编码

定长编码的输入数据包括语法元素的值和cMax,,表示语法元素的上限值。定长编码的码字长度以cMax的长度为准,并按二进制排列每一个语法元素值作为编码的对应。

三、语法元素的二值化

3.1 语法元素相关的特定二值化方法

在标准协议文档的9.2.3.5描述了宏块类型mb_type和子宏块类型sub_mb_type的二值化。这两种类型的二值化方法不是由某个算法推导,而是由表格指定。表9-36到9-38描述了此类语法元素的值与二进制数据的关系。

3.2 Coded Block Pattern的二值化

对于CBP数据,其二值化码流由前缀和后缀组成。前缀表示亮度cbp,即CodedBlockPatternLuma,由cMax为15的定长编码实现;若ChromaArrayType不等于0或3,则后缀表示色度cbp即CodedBlockPatternChroma,由cMax为2的截断一元编码表示。

3.3 mb_qp_delta的二值化

mb_qp_delta的二值化过程需要首先解决一个其取值有正有负的过程,因此首先采用了标准文档中表9-3中的正负值映射方法将mb_qp_delta全部转换为非负值,而后采用一元编码方法进行二值化。

这篇关于【H.264/AVC视频编解码技术详解】十九、熵编码(5):CABAC语法元素的二值化的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/415378

相关文章

一文详解Java异常处理你都了解哪些知识

《一文详解Java异常处理你都了解哪些知识》:本文主要介绍Java异常处理的相关资料,包括异常的分类、捕获和处理异常的语法、常见的异常类型以及自定义异常的实现,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋... 目录前言一、什么是异常二、异常的分类2.1 受检异常2.2 非受检异常三、异常处理的语法3.1 try-

Java中的@SneakyThrows注解用法详解

《Java中的@SneakyThrows注解用法详解》:本文主要介绍Java中的@SneakyThrows注解用法的相关资料,Lombok的@SneakyThrows注解简化了Java方法中的异常... 目录前言一、@SneakyThrows 简介1.1 什么是 Lombok?二、@SneakyThrows

Java中字符串转时间与时间转字符串的操作详解

《Java中字符串转时间与时间转字符串的操作详解》Java的java.time包提供了强大的日期和时间处理功能,通过DateTimeFormatter可以轻松地在日期时间对象和字符串之间进行转换,下面... 目录一、字符串转时间(一)使用预定义格式(二)自定义格式二、时间转字符串(一)使用预定义格式(二)自

Redis Pipeline(管道) 详解

《RedisPipeline(管道)详解》Pipeline管道是Redis提供的一种批量执行命令的机制,通过将多个命令一次性发送到服务器并统一接收响应,减少网络往返次数(RTT),显著提升执行效率... 目录Redis Pipeline 详解1. Pipeline 的核心概念2. 工作原理与性能提升3. 核

Python正则表达式语法及re模块中的常用函数详解

《Python正则表达式语法及re模块中的常用函数详解》这篇文章主要给大家介绍了关于Python正则表达式语法及re模块中常用函数的相关资料,正则表达式是一种强大的字符串处理工具,可以用于匹配、切分、... 目录概念、作用和步骤语法re模块中的常用函数总结 概念、作用和步骤概念: 本身也是一个字符串,其中

Nginx location匹配模式与规则详解

《Nginxlocation匹配模式与规则详解》:本文主要介绍Nginxlocation匹配模式与规则,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、环境二、匹配模式1. 精准模式2. 前缀模式(不继续匹配正则)3. 前缀模式(继续匹配正则)4. 正则模式(大

Android实现在线预览office文档的示例详解

《Android实现在线预览office文档的示例详解》在移动端展示在线Office文档(如Word、Excel、PPT)是一项常见需求,这篇文章为大家重点介绍了两种方案的实现方法,希望对大家有一定的... 目录一、项目概述二、相关技术知识三、实现思路3.1 方案一:WebView + Office Onl

Mysql用户授权(GRANT)语法及示例解读

《Mysql用户授权(GRANT)语法及示例解读》:本文主要介绍Mysql用户授权(GRANT)语法及示例,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录mysql用户授权(GRANT)语法授予用户权限语法GRANT语句中的<权限类型>的使用WITH GRANT

Java实现优雅日期处理的方案详解

《Java实现优雅日期处理的方案详解》在我们的日常工作中,需要经常处理各种格式,各种类似的的日期或者时间,下面我们就来看看如何使用java处理这样的日期问题吧,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录前言一、日期的坑1.1 日期格式化陷阱1.2 时区转换二、优雅方案的进阶之路2.1 线程安全重构2

Java中的JSONObject详解

《Java中的JSONObject详解》:本文主要介绍Java中的JSONObject详解,需要的朋友可以参考下... Java中的jsONObject详解一、引言在Java开发中,处理JSON数据是一种常见的需求。JSONObject是处理JSON对象的一个非常有用的类,它提供了一系列的API来操作J