[發明專利]H.263視頻編碼的可變長編碼方法和系統

有效

• 申請號: 201110447989.7
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN103188486A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 于娜;孫皓
• 申請（專利權）人: 聯芯科技有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

技術領域

本發明涉及H.263視頻編碼，尤其是涉及H.263視頻編碼中的可變長編碼方法。

背景技術

H.263標準是一種用于低比特率視頻業務中運動圖像部分的壓縮編碼方法。這種方法的基本思想是基于ITU-T(國際電信聯盟遠程通信標準化組織)的H.261標準，把減少空間冗余的幀內預測和減少時間冗余的幀間預測結合起來。編碼器有運動補償能力，并有一些功能、編碼方法選項。與H.261協議相比，H.263編碼器能夠占用更少的帶寬資源，編碼出對應H.261協議高帶寬能達到相同的視頻質量。因此，目前被廣泛應用于無線網絡的視頻通話以及手機視頻錄制。

為進一步改善圖像質量和提高壓縮比，H.263標準與H.261標準相比增加了一些功能，例如采用基于語法的算術編碼在不損失信噪比和圖像重建的前提下，可以大量減少數據量。在未使能這一功能時，H.263標準采用的編碼方式為：可變長編碼(VLC)。VLC的基本思想是對一組出現概率各不相同的信源符號，采用不同長度的碼字表示，對出現概率高的信源符號采用短碼字，對出現概率低的信源符號采用長碼字；并且在VLC過程中，碼字之間通常不會加入任何分隔標識。在H.263標準中，對宏塊類型、運動矢量預測差值、子宏塊編碼模式以及DCT(離散余弦變換)變換系數的編碼都是用VLC編碼。其中，DCT變換系數的編碼最為復雜，并且耗時最多。

H.263標準是以8×8塊為單位進行DCT變換以及量化的，殘差系數編碼也是以8×8塊為單位。在編碼殘差系數之前，首先將量化后的數據按照某種特定順序進行掃描，再用(LAST、RUN、LEVEL)的組合表示一個掃描之后的非零系數。其中，LAST標志當前的非零系數是否為最后一個非零系數(“0”表示此塊中仍有非零系數，“1”表示當前非零系數為此塊中最后的非零系數)，RUN表示當前非零系數前緊鄰的連續零個數，LEVEL則表示系數的非零值。因此，假設某個8×8塊有N個非零系數，對應N個(LAST、RUN、LEVEL)組合，編碼殘差系數就是在可變長編碼碼表中找到對應的碼字依次表示這N個組合。

在H.263標準中，常用的(LAST、RUN、LEVEL)組合有對應的碼字表示，編碼時可以直接查表獲知，剩余組合用固定結構的22比特編碼，它由7比特ESCAPE、1比特LAST、6比特RUN和8比特的LEVEL組成。

殘差數據的VLC編碼過程參見圖1，具體說明如下：

步驟101為重排序。每個8×8塊進行DCT以及量化之后，數據形式是二維的8×8矩陣，重排序就是按照已知的掃描順序，重新排列這64個數據，并使之成為一維數據。

在步驟103依次掃描排列之后的64個數據，并記錄第n個(n從“0”開始計數)非零系數的RUN值和LEVEL值(步驟110)。

繼續掃描，如果后面仍有第n+1個非零系數存在，則將第n個非零系數的LAST標記為“0”，并根據LAST、RUN和LEVEL值判斷，當前的非零系數是否能夠用H.263標準中的碼表編碼(步驟106)。對于在步驟105確定的第0個非零系數，將跳過這一階段。

如果當前的非零系數在已知碼表中，再以LAST、RUN和LEVEL值為索引，查找對應碼字(步驟107)，在步驟108確定找到對應的碼字后，查找到的碼字即為當前非零系數對應碼字，寫入碼流中(步驟109)，否則編碼成固定結構的22比特碼字寫入碼流中(步驟111)；重復步驟103-111，直至64個數據全部搜索完成。

當在步驟102判斷當前塊所有系數掃描完成后，如果在步驟112判斷當前塊存在非零系數，則在步驟113編碼最后的非零系數：先將LAST標記為“1”，并根據LAST、RUN和LEVEL值判斷，當前的非零系數是否能夠用H.263標準中的碼表編碼；如果在已知碼表中，再以LAST、RUN和LEVEL值為索引，查找對應碼字寫入碼流中，否則編碼成固定結構的22比特碼字寫入碼流中。

在步驟114完成當前塊編碼。

現有技術在掃描過程中，遇見非零系數即馬上查表編碼。由于協議中(RUN，LEVEL)碼表并不整齊，完全對齊占用空間過大，折中方法是將原來的一張不對齊的碼表分割成四個整齊的碼表，不整齊的地方補零。碼表按照如下方式設置：

如上所述，現有的編碼技術多數是按照掃描順序重排序，再依次判斷所有非零系數的(LAST、RUN、LEVEL)組合是否在碼表中，如果在其中，則通過三級索引找到對應碼字，這種傳統做法的缺陷包括：