從技術(shù)的角度看目前手機(jī)電視的發(fā)展

1、從技術(shù)的角度看目前手機(jī)電視的發(fā)展 余智余兆明 本文作者余智先生，北京郵電大學(xué)博士生；余兆明先生，南京郵電大學(xué)信息工程學(xué)院教授。 關(guān)鍵詞：手機(jī)電視DVB-H信源編碼信道編碼數(shù)據(jù)壓縮GPRSH.264概述“手機(jī)電視”可謂時下最熱門的話題。2003年Sony開發(fā)成功手機(jī)微波數(shù)字電視調(diào)諧器模塊，功耗不到150mW，能夠收看VHF頻帶7個頻道和UHF頻帶1362個頻道數(shù)字電視節(jié)目。中國移動、聯(lián)通公司分別試驗(yàn)了各自的“手機(jī)電視”業(yè)務(wù)。運(yùn)營商通過2.5GHz或2.75GHz網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)來播放“手機(jī)電視”節(jié)目。采用通用無線分組業(yè)務(wù)(GPRS)技術(shù)，目前GPRS平均速率在40kb/s左右?；蛲ㄟ^CDMA1X開展

2、手機(jī)電視傳輸試驗(yàn)，平均速率在100kb/s左右。從我國目前幾款手機(jī)電視情況來看，不管采用什么樣的技術(shù)，播放的圖像幀速率有兩種：(1)12幀/秒；(2)1215幀/秒。由于幀速率太慢，圖像象素數(shù)太少，達(dá)不到電視實(shí)時傳輸?shù)男Ч沂湛磿r間也就一小時左右。要在手機(jī)上看電視，技術(shù)上需要處理好三個環(huán)節(jié)：信號源、傳播途徑和接收終端。信號源方面，需要高壓縮比的信源壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)；傳播途徑方面，不外乎無線微波和網(wǎng)絡(luò)傳輸兩種技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)移動接收，需要抗干擾能力強(qiáng)的數(shù)字調(diào)制和信道處理技術(shù)。接收終端方面，必須開發(fā)高集成度、體積小、重量輕、耗電小的芯片，以及體積小、高容量的充電電池。下面就這些技術(shù)問題作進(jìn)一步探討。

3、移動通信的傳輸速率任何一種通信工具，不管承擔(dān)什么樣的信號傳送功能，與它采用的技術(shù)、所載信息的傳輸速率密切相關(guān)。目前廣泛使用的2G手機(jī)傳輸信息的速率大約為19.2kb/s，由于速率低，只能用來傳話音，不能傳圖像。2.5G移動通信采用GPRS技術(shù)，理論上傳輸速率最高能夠達(dá)到171.2kb/s，可傳輸較高幀速(1215幀/秒)的可視電話圖像，但目前普遍采用40kb/s速率，可用來傳輸12幀/秒的低速人頭圖像。3G移動通信最高傳輸速率可達(dá)1.92Mb/s，可用來傳送MPEG-1/-2/-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)的圖像和聲音，能達(dá)到電視實(shí)時傳輸?shù)男Ч＞湍壳耙颜莆盏募夹g(shù)而言，要用手機(jī)看電視，必須使用3G移動手機(jī)。2.

4、5G中的GPRS技術(shù)GPRS是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸網(wǎng)絡(luò)，與原有的GSM相比，具有許多優(yōu)勢：只要激活GPRS應(yīng)用，將永遠(yuǎn)保持在線，不存在掉線問題，而且不必?fù)?dān)心費(fèi)用問題，因?yàn)橹挥挟a(chǎn)生通信流量時才計費(fèi)；類似于一種無線專線網(wǎng)絡(luò)；全新的分組服務(wù)，無需以往長時間的撥號建立連接過程；話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以切換使用。GPRS業(yè)務(wù)及其特點(diǎn)GPRS為用戶提供端到端分組交換和傳輸方式數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，能有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。GPRS應(yīng)用業(yè)務(wù)有以下特點(diǎn)：(1)適用于突發(fā)(非周期)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；(2)頻繁傳送少量數(shù)據(jù)，適用于每分鐘傳送幾次小于500B的短數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；(3)非頻繁傳送大量數(shù)據(jù)，適用于每小時內(nèi)

5、傳送幾次幾kB的長數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS網(wǎng)為移動數(shù)據(jù)用戶主要提供突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并能快速建立連接,無時延。提供的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)種類包括：點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(PTP)、一點(diǎn)對多點(diǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(PTM)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù)等。還能提供以GPRS承載業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的各種電信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，即網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)。GPRS網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)(1)靈活使用無線資源。多個GPRS用戶可共享一個時隙，或者一個用戶最多可使用8個時隙，即可以按需分配無線資源和傳輸容量，在沒有數(shù)據(jù)時可釋放容量。這樣，有限的無線資源將可以容納更多的用戶。而且上下行鏈路可不對稱，數(shù)據(jù)速率可變，系統(tǒng)可以動態(tài)地分配信道資源給分組數(shù)據(jù)用戶和話音用戶，從而大大提高無線信道的利用率。(

6、2)更高的數(shù)據(jù)速率。GPRS以可變的速率提供數(shù)據(jù)連接，根據(jù)無線環(huán)境，分別采用CS1(9.05kb/s)、CS2(13.4kb/s)、CS3(15.6kb/s)、CS4(21.4kb/s)四種編碼方案來提供業(yè)務(wù)，當(dāng)占用個時隙時，速率最高可達(dá)171.2kb/s。考慮各種開銷和信道編碼因素，實(shí)際的最高速率為115kb/s。目前較多GPRS系統(tǒng)僅支持CS1和CS2。(3)始終在線。GPRS用戶一旦接通后，即成為網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)對象，且只在收發(fā)數(shù)據(jù)時才利用網(wǎng)絡(luò)資源，并且當(dāng)資源釋放后再次接入網(wǎng)絡(luò)時，無需重新發(fā)起業(yè)務(wù)，接入延遲非常短。(4)計費(fèi)方式。按流量計費(fèi)，計費(fèi)方式更趨合理。(5)靈活選擇使用模式。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和

7、MS的工作模式，用戶可以分別交替同時進(jìn)行話音和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。(6)通過3+1 GPRS手機(jī)上網(wǎng)瀏覽，峰值速率可達(dá)40kb/s；利用FTP傳輸文件的平均速率可達(dá)30kb/s。(7)WAP與GPRS已實(shí)現(xiàn)對接，可用WAP手機(jī)直接訪問WAP網(wǎng)關(guān)。可用于手機(jī)電視的傳輸標(biāo)準(zhǔn)DVB-HDVB-H系統(tǒng)結(jié)構(gòu)DVB-H支持的是手機(jī)等小型移動終端設(shè)備，可望成為手機(jī)數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)。DVB-H是建立在DVB數(shù)據(jù)廣播和DVB-T傳輸之上的標(biāo)準(zhǔn)，更注重于協(xié)議實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)前端由DVB-H封裝機(jī)和調(diào)制器構(gòu)成，前者負(fù)責(zé)將IP數(shù)據(jù)封裝成MPEG-2傳輸流，后者負(fù)責(zé)信道編碼和調(diào)制。系統(tǒng)終端由DVB-H解調(diào)器和終端構(gòu)成，前者負(fù)責(zé)信道

8、解調(diào)、解碼；后者負(fù)責(zé)相關(guān)業(yè)務(wù)顯示、處理。DVB-H傳輸系統(tǒng)還具有以下特殊要求：(1)為延長電池的使用時間，終端周期地關(guān)掉一部分接收電路以節(jié)省功耗；(2)能漫游，漫游時仍能非常順利地接收DVB-H業(yè)務(wù)；(3)傳輸系統(tǒng)能保證在各種移動速率下順利接收DVB-H業(yè)務(wù)；(4)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力；(5)系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)撵`活性，以適應(yīng)不同傳輸帶寬和信道帶寬應(yīng)用。協(xié)議層次劃分DVB-H標(biāo)準(zhǔn)將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。(1)數(shù)據(jù)鏈路層采用時間分片技術(shù)，用于降低平均功耗，便于進(jìn)行平穩(wěn)、無縫的業(yè)務(wù)交換；采用MPE前向糾錯技術(shù)，提高移動使用中的C/N門限和多普勒性能，增強(qiáng)抗脈沖干擾能力。(2)物理層與DVB-T相比

9、，增加了4k傳輸模式和深度符號交織等內(nèi)容。其它技術(shù)特點(diǎn)包括：在傳輸參數(shù)信令(Transmission Parameter Signaling，TPS)比特中增加DVB-H信令，用于提高業(yè)務(wù)發(fā)展速度；蜂窩標(biāo)識(在TPS中)用于支持移動接收時快速信號掃描和頻率交換；增加4k模式以適應(yīng)移動接收和單頻蜂窩網(wǎng)，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、規(guī)劃的靈活性；2k和4k模式進(jìn)行深度符號交織，進(jìn)一步提高移動環(huán)境和沖擊噪聲環(huán)境下的魯棒性。關(guān)鍵新技術(shù)功耗DVB-H要求射頻接收和信道解調(diào)、解碼部分的功耗小于100mW。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計由于DVB-H終端在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動時接收天線小巧且單一，必須優(yōu)化設(shè)計單頻網(wǎng)。為此，DVB-H增加了新的技術(shù)模塊，

10、主要包括：時間分片基于時分復(fù)用技術(shù)，節(jié)省接收終端功耗和便于網(wǎng)絡(luò)交換；MPE-FEC基于RS糾錯編碼技術(shù)，增加額外的前向糾錯編碼，提高系統(tǒng)的移動和抗脈沖干擾能力；4k模式用于提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的靈活性；DVB-H TPS為DVB-H專用的傳輸參數(shù)信令，用于提高系統(tǒng)同步和業(yè)務(wù)訪問速度。時間分片DVB-H信號由許多時間片組成，時間分片采用突發(fā)方式傳送數(shù)據(jù)，每個突發(fā)時間片傳送一個業(yè)務(wù)，單獨(dú)占有全部數(shù)據(jù)帶寬，并指出下一個相同業(yè)務(wù)時間片產(chǎn)生的時刻，能夠在指定的時刻接收選定的業(yè)務(wù)；空閑時間節(jié)能，降低平均功耗。在相同業(yè)務(wù)的兩個時間片之間，將會傳送其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。接收到的數(shù)據(jù)并非恒定速率，它以離散的方式間隔到達(dá)，稱之為

11、突發(fā)傳送。如果解碼終端要求恒定碼率，可以先進(jìn)行緩沖，生成速率不變的數(shù)據(jù)流。(1)時間分片與功耗時間分片、突發(fā)傳送數(shù)據(jù)，具有更高的瞬時速率。為節(jié)省功耗，突發(fā)帶寬一般為固定帶寬的10倍左右。例如一個恒定速率為350kb/s的業(yè)務(wù)流，要求4Mb/s左右的突發(fā)帶寬。突發(fā)帶寬為固定帶寬的兩倍時，功耗可節(jié)省50%，如果為10倍，則功耗可以節(jié)省90%。(2)時間分片與PSI/SIDVB-H標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定PSI/SI信息不進(jìn)行時間分片處理，分配一個固定帶寬。手持終端需訪問SI中的NIT和INT表。NIT表的內(nèi)容是恒定的，當(dāng)手持終端加入一個新網(wǎng)絡(luò)中時，首先要接收該表，確定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。當(dāng)在不同的傳輸流之間切換時，手持終端

12、須讀取INT表，INT表變更信息在PSI的PMT表中標(biāo)識。由于DVB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定PSI信息必須每隔100ms重傳一次，如果突發(fā)脈沖的業(yè)務(wù)傳送時間超過100ms，則手持終端能夠在接收業(yè)務(wù)的同時訪問所有PSI信息；如果業(yè)務(wù)傳送時間小于100ms，手持終端須在業(yè)務(wù)接收完畢后繼續(xù)工作一段時間，確保完成所請求PSI表的接收。(3)時間分片與業(yè)務(wù)交換采用時間分片技術(shù)，使手持終端能夠在業(yè)務(wù)傳送空閑周期對相鄰蜂窩進(jìn)行監(jiān)視，掃描其他頻率信號、測試信號強(qiáng)度，但并不中斷本業(yè)務(wù)的接收。當(dāng)用戶進(jìn)入新的網(wǎng)絡(luò)時，根據(jù)監(jiān)視結(jié)果在空閑周期切換到具有相同業(yè)務(wù)的不同傳輸流上，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)最優(yōu)、無縫業(yè)務(wù)交換。如果在前端對業(yè)務(wù)同步精確編排，

13、能夠使相同業(yè)務(wù)及時出現(xiàn)在相鄰峰窩的不同時隙上，而用戶不會察覺這種變化。(4)時間片和條件接收DVB-H可采用兩種條件接收方式。其中一種是基于IP的條件接收系統(tǒng)(IP-CAS)，所有的CAS相關(guān)信息都在IP數(shù)據(jù)中，并可以支持時間分片技術(shù)，以減小功耗。MPE-FECDVB-H在數(shù)據(jù)鏈路層為IP數(shù)據(jù)報增加了RS糾錯編碼，作為MPE的前向糾錯編碼，校驗(yàn)信息將在指定的FEC段中傳送，稱之為MPE-FEC。提高移動信道中的C/N、多普勒性能及抗脈沖干擾能力。4k模式和深度符號交織為進(jìn)一步提高移動時4k模式的抗脈沖干擾性能，DVB-H標(biāo)準(zhǔn)特別引入了深度符號交織技術(shù)。4k模式符號具有較長的周期和保護(hù)間隔，能夠

14、建造中型單頻網(wǎng)，并能夠更好地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，以提高頻譜效率。雖然這種優(yōu)化不如8k模式的效率高，但是4k模式比8k模式的符號周期短，能夠更頻繁地進(jìn)行信道估計，提供比8k更好的移動性能。DVB-H傳輸參數(shù)信令DVB-H的TPS能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供一個魯棒、易訪問的信令機(jī)制，能使接收機(jī)更快地發(fā)現(xiàn)DVB-H業(yè)務(wù)。TPS是一個具有良好魯棒性的信號，即使在低C/N的條件下，解調(diào)器仍能快速將其鎖定。DVB-H標(biāo)準(zhǔn)適用于移動通信和多媒體業(yè)務(wù)，為電視廣播做準(zhǔn)備，因此視頻壓縮技術(shù)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)如MPEG-2顯然不能滿足DVB-H的要求，為此針對DVB-H考查了多種視頻壓縮格式，其中最為令人矚目的是H.264

15、(即MPEG-4的第10部分)。 關(guān)鍵詞：手機(jī)電視DVB-H信源編碼信道編碼數(shù)據(jù)壓縮GPRSH.264 可用于手機(jī)電視的信源壓縮 編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264H.264是ITU-T視頻編碼專家組(VCEG)和ISO/IEC活動圖像編碼專家組(MPEG)的聯(lián)合視頻組(JVT)開發(fā)的一個新的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。2002年6月JVT第5次會議通過了H.264的FCD板。H.264的壓縮率比MPEG-2高23倍，1Mb/s速率的圖像效果接近MPEG-2中DVD的圖像質(zhì)量，是目前手機(jī)電視中最為理想的信源壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。H.264是DPCM加變

16、換編碼的混合編碼模式。它不用眾多的選項(xiàng)，獲得比H.263+好得多的壓縮性能；增強(qiáng)了對各種信道的適應(yīng)能力，采用“網(wǎng)絡(luò)友好”的結(jié)構(gòu)和語法，有利于對誤碼和丟包的處理；應(yīng)用范圍較寬，以滿足不同速率、不同解析度及不同傳輸(存儲)場合的需求；它的基本系統(tǒng)是開放的。在技術(shù)上，H.264標(biāo)準(zhǔn)中有多個亮點(diǎn)，如：統(tǒng)一的VLC符號編碼；高精度、多模式的位移估計；基于44塊的整數(shù)變換；分層的編碼語法等。這些使得H.264算法具有很高的編碼效率，在相同的重建圖像質(zhì)量下，能夠比H.263降低50%左右的碼率。H.264的碼流結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)，增強(qiáng)了差錯恢復(fù)能力，能夠很好地適應(yīng)IP和無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。H.264的特點(diǎn)H.264

17、在編碼框架上還是沿用以往的MC-DCT結(jié)構(gòu)，即運(yùn)動補(bǔ)償加變換編碼的混合結(jié)構(gòu)，因而保留了先前標(biāo)準(zhǔn)的一些特點(diǎn)，如不受限制的運(yùn)動矢量、對運(yùn)動矢量的中值預(yù)測等。然而，由于它采用了以下技術(shù)，因而在性能上有了很大的提高。幀內(nèi)預(yù)測對I幀的編碼是利用空間相關(guān)性而非時間相關(guān)性而實(shí)現(xiàn)的。以前的標(biāo)準(zhǔn)只利用了一個宏塊內(nèi)部的相關(guān)性，而忽視了宏塊之間的相關(guān)性，所以編碼后的數(shù)據(jù)量較大。為了進(jìn)一步利用空間相關(guān)性，H.264引入了幀內(nèi)預(yù)測以提高壓縮效率。簡單地說，幀內(nèi)預(yù)測編碼就是用周圍鄰近的象素值來預(yù)測當(dāng)前的象素值，然后對預(yù)測誤差進(jìn)行編碼。這種預(yù)測是基于塊的，對于亮度分量，塊的大小可以在1616和44之間選擇，1616塊有4種

18、預(yù)測模式，44塊有9種預(yù)測模式；對于色度分量，預(yù)測是對整個88塊進(jìn)行的，有4種預(yù)測模式。除了DC預(yù)測外，其他每種預(yù)測模式對應(yīng)不同方向上的預(yù)測。幀間預(yù)測與以往的標(biāo)準(zhǔn)一樣，H.264使用運(yùn)動估計和運(yùn)動補(bǔ)償來消除時間冗余，但是，它又具有不同的特點(diǎn)。(1)預(yù)測時所用塊的大小可變由于基于塊的運(yùn)動模型假設(shè)塊內(nèi)的所有象素都做了相同的平移，在運(yùn)動比較劇烈時或者在運(yùn)動物體的邊緣處，這一假設(shè)會與實(shí)際出入較大，從而導(dǎo)致較大的預(yù)測誤差，這時減小塊的大小可以使假設(shè)在小的塊中依然成立。另外，小的塊所造成的塊效應(yīng)相對也小，一般來說小的塊可以提高預(yù)測的效果。 為此，H.264一共采用了7種方式對一個宏塊進(jìn)行分割，每種方式下塊

19、的大小和形狀都不相同，這就使編碼器可以根據(jù)圖像的內(nèi)容選擇最好的預(yù)測模式。與僅使用1616塊進(jìn)行預(yù)測相比，使用不同大小和形狀的塊可以使碼率降低15以上。(2)更精細(xì)的預(yù)測精度 在H.264中，亮度分量的運(yùn)動矢量使用1/4象素精度。色度分量的運(yùn)動矢量由亮度運(yùn)動矢量導(dǎo)出，由于色度分量的分辨率是亮度分量的一半(對420)，所以其運(yùn)動矢量精度將為1/8。也就是說，一個單位的色度分量的運(yùn)動矢量所代表的位移僅為色度分量取樣點(diǎn)間距離的1/8。如此精細(xì)的預(yù)測精度，較之整數(shù)精度可以使碼率降低20以上。(3)多參考幀H.264支持多參考幀預(yù)測，即可以有多于一個(最多5個)在當(dāng)前幀之前解碼的幀作為參考幀，產(chǎn)生對當(dāng)前幀

20、的預(yù)測。這適用于視頻序列中含有周期性運(yùn)動的情況。采用這一技術(shù)，可以改善運(yùn)動估計的性能，提高H.264解碼器的錯誤恢復(fù)能力；但是，也增加了緩存的容量，加大了編解碼器的復(fù)雜性。不過，正如前面提到的，H.264的提出是基于半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，因此這兩個負(fù)擔(dān)在不久的將來會變得微不足道。較之只使用一個參考幀，使用5個參考幀可以使碼率降低510。(4)去塊效應(yīng)濾波器它的作用是消除經(jīng)反量化和反變換后重建圖像中由于預(yù)測誤差產(chǎn)生的塊效應(yīng)，即塊邊緣處的象素值跳變，從而改善圖像的主觀質(zhì)量，并減小預(yù)測誤差。H.264中的去塊效應(yīng)濾波器還能夠根據(jù)圖像內(nèi)容做出判斷，只對由于塊效應(yīng)產(chǎn)生的象素值跳變進(jìn)行平滑，而對圖像中物體

21、邊緣處的象素值不連續(xù)給予保留，以免造成邊緣模糊。與以往的去塊效應(yīng)濾波器同的是，經(jīng)過濾波后的圖像將根據(jù)需要放在緩存中用于幀間預(yù)測，而不是僅僅在輸出重建圖像時用來改善主觀質(zhì)量。也就是說，該濾波器位于解碼環(huán)中而非解碼環(huán)的輸出外，因而又稱作環(huán)濾波器。須要注意：對于幀內(nèi)預(yù)測，使用的是未經(jīng)過濾波的重建圖像。整數(shù)變換H.264對幀內(nèi)或幀間預(yù)測的殘差進(jìn)行DCT編碼。為了降低浮點(diǎn)運(yùn)算帶來的硬件設(shè)計復(fù)雜性，更重要的是，避免舍入誤差造成的編碼器和解碼器之間不匹配的問題，新標(biāo)準(zhǔn)對DCT的定義做了修改，使得變換僅用整數(shù)加減法和移位操作即可實(shí)現(xiàn)，這樣在不考慮量化影響的情況下，解碼端的輸出可以準(zhǔn)確地恢復(fù)編碼端的輸入。當(dāng)然，

22、這樣做的代價是壓縮性能略微下降。此外，該變換是針對44塊進(jìn)行的，這也有助于減小塊效應(yīng)。為了進(jìn)一步利用圖像的空間相關(guān)性，在對色度分量的預(yù)測殘差和1616幀內(nèi)預(yù)測的預(yù)測殘差進(jìn)行上述整數(shù)DCT之后，標(biāo)準(zhǔn)還將每個44變換系數(shù)塊中的DC系數(shù)組成22或44大小的塊，進(jìn)一步做哈達(dá)瑪(Hadamard)變換。熵編碼對于Slice層以上的數(shù)據(jù)，H.264采用Exp-Golomb碼，這是一種沒有自適應(yīng)能力的VLC。而對于Slice層(含)以下的數(shù)據(jù)，如果是殘差，H.264有兩種熵編碼方式：基于上下文的自適應(yīng)變長碼(CAVLC)和基于上下文的自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼(CABAC)；如果不是殘差，H.264采用Exp-G

23、olomb碼或CABAC編碼，視編碼器的設(shè)置而定。(1)CAVLCVLC的基本思想就是對出現(xiàn)頻率高的符號使用較短的碼字，而對出現(xiàn)頻率低的符號采用較長的碼字。這樣可以使得平均碼長最小。在CAVLC中，H.264采用若干VLC碼表，不同的碼表對應(yīng)不同的概率模型。編碼器能夠根據(jù)上下文，如周圍塊的非零系數(shù)或系數(shù)的絕對值大小，在這些碼表中自動地選擇，盡可能地與當(dāng)前數(shù)據(jù)的概率模型匹配，從而實(shí)現(xiàn)上下文自適應(yīng)的功能。(2)CABAC算術(shù)編碼是一種高效的熵編碼方案，其每個符號所對應(yīng)的碼長被認(rèn)為是分?jǐn)?shù)。由于對每一個符號的編碼都與以前編碼的結(jié)果有關(guān)，所以它考慮的是信源符號序列整體的概率特性，而不是單個符號的概率特性，從而能夠更大程度地逼近信源的極限熵，降低碼率。為了繞開算術(shù)編碼中無限精度小數(shù)的表示問題及對信源符號概率進(jìn)行估計，現(xiàn)代的算術(shù)編碼多以有限狀態(tài)機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)，H.264的CABAC便是一個例子。在CABAC中，每編碼一個二進(jìn)制符號，編碼器就會自動調(diào)整對信源概率模型(用一個“狀態(tài)”來表示)的估計，隨后的二進(jìn)制符號就在這