H264的变换编码和量化过程分析
时间：2025-04-21
H264的变换编码和量化过程分析,非常好的资料!
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新技术
干宗良，李晓蕾
（南京邮电学院信息工程系，江苏南京#!"""(）
【摘
要】对*+#&,协议的变换编码和量化进行了理论分析，给出了具体实现过程，论证了这种变换和量化方式的特点、有效
性及应用前景。
【关键词】*+#&,标准；离散余弦变换；整数变换；哈达码变换；量化
【&’()*+,)】-./012345617869:3;239<=230:>20:6365*+#&,?160686@:4232@A>/90./61/0:82@@AB0./86381/0/?168/44651/2@:>2C
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引言
式中：)U!；*U
864!-；,U
864
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。HIJKHLGMNLO和H-P$-QGLO的联合视频
"
"（#）式可由（,）式代替V#X
专家组（R6:30Q:9/6-/27，RQ-）在#""(年(月完成!%
（&$&-）!’U了一个新的视频压缩标准*+#&,，它也是MNLO$,的第!"部分（S9D238/Q:9/6G69:3;）。*+#&,采用01#
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了一系列新的压缩方法，获得了更好的压缩效果。1.!9+-+!’.9+!+!’4
标准中的FG变换和量化与先前的标准有比较大的1..!+!+!!’)$/.!
+-+!!’4!
区别。本文首先回顾了先前标准的变换过程，然后2%
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重点地介绍了*+#&,的变换和量化过程，最后论证#
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)*)#
)*了其变换量化的有效性。
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传统的%T%点的FG-变换
.)#)*)#)*’%
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(先前的标准，如MNLO$!，MNLO$#，MNLO$,，
式中：)U!；*!*+#&!，*+#&(都是采取%T%的离散余弦变换（FG-）U
"
；-U。
作为基本变换
在（,）式中&$&-是核心变换；’是系数因子矩阵；运算符号!表示（&$&-）矩阵中的每个元素和’!（"，#）U!K,$（"）$（#）!)
!)
（
(%，’） 中的同一位置的元素相乘（和矩阵的乘法不同）。
%&"’&"864V!（#%W!）"K!&X864V!（#’W!）#K!&X（!）
3"9!"9$%的%5%残留变换
的基础之上，经过处理，可得到*+#&,
（(%，’）U!K,
!)
)
在（,）式（"）$（#）!（"，#） 的,T,残留变换的公式。
"!$
"&#&"864V!（#%W!）"K!&X864V!（#’W!）#K!&X
（#）
正向变换公式
式中："，#，%，’U"，!，#，(+++)；%，’代表像素范围内的!%&($&(-!’(%空间坐标；"，#代表变换域内的坐标。
0对于"U"，$（"）U!K"，否则为!；1#
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对于#U"，$（#）U!K1.#!+!+#’.!!+!+#’4"，否则为!。
1..!+!+!!’)$/.!+!+!#’4!(
*+#&,的变换和量化原理
2%!+##$!’(.%!+#!$!’(45
)*K#
)#
)*K#*+#&,协议中的变换方式主要有(种：,T,残
#!)#.&
留变换，,T,亮度直流系数变换（!&T!&帧内模式.)*K#*#K#)*K#
*#
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下），#T#色度直流系数变换。*+#&,协议中的量化.)#)*)#)*’（Y）
%
)*K#*)*K#*’#K,#K,(
采用分级量化原理。
反向变换公式
3"4
%5%点678变换的演变,T,的FG-正向变换如下#!!!!K##))
)
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数字电视与数字视频
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3@#’+的反量化公式/%&(0%&2.3456
表$
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3@#’+.1C量化步长
式中：!($；"(
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。!"!（(%’)%帧#"$%&的&’&亮度直流系数变换内模式下）
此时整个当宏块的编码在$’*$’帧内模式下，
+3@#’+的变换和量化过程的实现
3@#’+变换采用了$’F-2的整数算法，在没有
$’*$’块的亮度分量是由相邻像素点预测得到的。
宏块的$’个+*+块的直流分量组成一个+*+的直流系数矩阵",，这个矩阵的变换采用的是离散哈达。码变换（,-./0121345464052047.8906，,3:）
正向变换公式
损失精确度的情况下，避免了反变换的失配问题。在量化过程中还可有机结合变换中的系数矩阵，使得变换过程中不再出现小数乘法问题，并且在量化过程中巧妙地回避了除法运算。图$是3@#’+正向变换量化和反变换反量化的实现框图。
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