H.264全零块检测技术研究与实现(3)
1.2 国内外研究现状、发展动态
1.3 H.264/AVC的特点与优势
IVT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IVT的工作己被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AVC(Advanced Video Coding) 标准，是MPEG-4的第10部分[4]。
H.264/AVC是从H.263的基础上发展而来，采用的仍然是经典的基于运动估计补偿编码和基于变换编码的混合编码算法，具备良好的兼容性和可移植性[6]。但是作为新一代的视频压缩编码标准，相比于以往的标准，H.264/AVC具有很多技术方面的改进，具体表现在：
①．增强的预测编码技术支持多种帧内和帧间模式的高级预测编码技术和1/4像素精度的运动估计技术，使预测帧更接近原始帧，减少相互间的差异，去除时间上的数据冗余，提高编码的压缩率；
②．采用更小块进行变换编码以往的8×8DCT逆变换会引起系数失真，使重构帧与原始帧间存在误差。H.264/AVC使用4X4整数DCT变换，保证逆变换系数不失真，并降低了运算复杂度；
③．采用块间滤波器提高性能由于编码是有损的，会引起重构以后块间亮度落差大、图像出现马赛克等现象，影响人的视觉感受。在块间使用滤波器，以平滑块间的亮度落差，可使重构后的图像更贴近原始图像；
④．高性能的熵编码由于块间的DCT系数相关性大，H.264/AVC使用内容自适应变长度熵编码（CAVLC），减少了块间的相关性冗余，提高编码效率;
⑤．采用SP和SI帧支持视频流间切换H.264/AVC引入切换帧SP和SI的概念。解码器可以根据当前网络的状况使用切换帧，在不同质量的视频流间进行有效切换，解决切换过程中预测帧因缺乏参考帧而引起的解码错误；此外，H.264/AVC还采用了灵活的片尺寸、参数集结构、灵活的宏块顺序(FMO)、任意的片顺序(ASO)、网络提取层(NAL)语法单元结构和数据分区等措施来增强在各类网络环境下的数据纠错能力和操作灵活性。
由于以上这些新的技术的采用，H.264/AVC的视频编码性能远远超过了以往的任何其它标准，具体表现在：
①．压缩率显著提高：和H.263第二版（即H.263++）和MPEG-4简单档次相比，在压缩优化效果相似的情况下，H.264/AVC能实现高达50%的码率减少；
②．高质量的视频：在低码率情况下H.264/AVC也能提供持续的优质的视频效果；
③．应用多样性：H.264/AVC提供了适用于从电话应用到高端广播和存储的等多种应用的档次和级别；
④．差错恢复：H.264/AVC提供必要的工具处理基于包的网络中包丢失的问题和易出错的无线网络中的位出错问题；
⑤．网络友好性：通过网络适应层，H.264/AVC码流能通过不同的网络便捷传输；
⑥．合理的专利费用：和之前的MPEG-系列的标准相比，H.264/AVC的专利费用更合理。以上的优势使H.264/AVC成为许多应用的理想标准，例如实时视频通信、因特网视频传输、视频流媒体服务、异构网上的多点通信、压缩视频存储、视频数据库、视频电话和视频广播等。
2.整数余弦变换跟量化的介绍
2.1整数余弦变换
离散余弦变换技术DCT的研究起源于上世纪七十年代 (Ahmed, 1974)。DCT变换可理解成将图像块中的数据按空间位置与不同的权系数相乘，再取其总和(Liu, 2010)，其中权系数是频率的函数[7]。
设 图像块中的残差数据可表示为矩阵 ，则该残差块的二文DCT变换可描述如下(毕, 2005)：
(2.1)