H.264/AVC技術(shù)進(jìn)展及其務(wù)實(shí)發(fā)展策略思考

1.3 對(duì)網(wǎng)絡(luò)､信道變化的自適應(yīng)性及高抗干擾能力與頑健性

　　為適應(yīng)IP及移動(dòng)環(huán)境的QoS需要，獲得信道性能的高抗干擾能力與頑健性，視頻編譯碼器要附加更多苛刻的應(yīng)用要求，諸如高壓縮效率､低功耗､重量輕､較少內(nèi)存及低復(fù)雜度，對(duì)誤碼､丟包有較強(qiáng)抗干擾能力與頑健性，支持適應(yīng)時(shí)變環(huán)境的快速碼速調(diào)整能力，設(shè)置不用優(yōu)先級(jí)進(jìn)行適應(yīng)性處理及有效地適配指定網(wǎng)絡(luò)機(jī)制等。

1.3.1 NAL的分層結(jié)構(gòu)分層處理

　　如上所述，NAL層的引入可大大提高H.264/AVC對(duì)網(wǎng)絡(luò)､信道的適應(yīng)能力。例如在3G移動(dòng)通信的IP包分組傳送場(chǎng)合，NAL單元即可經(jīng)頑健頭前置壓縮(ROHC)封裝于PPP成幀包中，爾后形成無(wú)線鏈路層業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元，再在物理層中加上CRC校驗(yàn)單元傳輸，獲得抗誤碼性能的有效增強(qiáng)。

1.3.2 序列參數(shù)集設(shè)計(jì)

　　由于序列和圖像頭信息之類關(guān)鍵信息比特的丟失會(huì)造成譯碼時(shí)的嚴(yán)重后果，對(duì)此H.264/AVC的序列參數(shù)集設(shè)計(jì)可提供此頭信息的有效與頑健傳輸。它將這些關(guān)鍵信息分離出來(lái)進(jìn)行傳輸，使之處在特定的靈活可靠的環(huán)境中。此序列參數(shù)集用于一連串編碼視頻序列中，圖像參數(shù)集供一個(gè)編碼序列中一個(gè)或多個(gè)圖像譯碼用，它們包括圖像類型､序列號(hào)等。譯碼時(shí)某些序列號(hào)的丟失可用于檢測(cè)信息包的丟失與否，以及時(shí)采取彌補(bǔ)措施，增強(qiáng)抗干擾能力與頑健性。

1.3.3 有效可靠的同步處理

　　同步對(duì)控制傳輸質(zhì)量至關(guān)重要，H.264/AVC設(shè)置了一系列有效可靠的同步處理措施。H.264/AVC中的時(shí)間同步可通過(guò)采用幀內(nèi)圖像刷新來(lái)完成，空間同步由條結(jié)構(gòu)編碼來(lái)支持。同時(shí)，為便于誤碼以后的再同步，在一幅圖像的視頻數(shù)據(jù)中還提供了一定的再同步點(diǎn)。

1.3.4 糾錯(cuò)及環(huán)路時(shí)延控制

　　H.264/AVC中的誤碼跟蹤､FEC及一種短時(shí)延本地重發(fā)糾錯(cuò)ARQ技術(shù)相組合，可應(yīng)用于無(wú)線視頻傳輸，以確保較好的抗干擾能力。同時(shí)，在基站設(shè)置一種視頻代理服務(wù)器，亦可大大減少環(huán)路時(shí)延，并可準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)并糾正誤碼。

1.3.5 數(shù)據(jù)分割模式的誤碼等級(jí)保護(hù)

　　H.264/AVC中定義了數(shù)據(jù)分割模式，即對(duì)圖像首先進(jìn)行分段，段內(nèi)宏塊數(shù)據(jù)劃分為宏塊頭信息､運(yùn)動(dòng)矢量及DCT系數(shù)三部分，三部分之間尚有標(biāo)識(shí)符分隔。這樣，譯碼器可較方便地檢出受損數(shù)據(jù)類型，減少誤碼對(duì)圖像質(zhì)量的損害。同時(shí)，這種數(shù)據(jù)分割模式亦有利于信道編碼時(shí)進(jìn)行不等權(quán)保護(hù)，即對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行等級(jí)較高的保護(hù)等。

1.3.6 片結(jié)構(gòu)及靈活片宏塊順序安排改善誤碼性能

　　如上所述，借助片結(jié)構(gòu)及靈活片宏塊順序(FMO)安排可改善誤碼性能，片譯碼的獨(dú)立性可明顯減少誤碼擴(kuò)散，而且FMO的使用易于實(shí)現(xiàn)誤碼掩蓋。

1.3.7 自適應(yīng)碼率控制及SI､SP流切換

　　碼率的自適應(yīng)快速控制可通過(guò)宏塊層改變量化精度來(lái)實(shí)現(xiàn)。涉及分級(jí)及流切換問(wèn)題，移動(dòng)通信中常用空間/時(shí)間分級(jí)支持其較大范圍自適應(yīng)比特速率變化。MPEG-4中采用精細(xì)度可伸縮(FGS)實(shí)施分級(jí)編碼，而H.263中定義了時(shí)間域､空間域及信噪比(SNR)三種分級(jí)能力，但這些方法分級(jí)實(shí)施視頻流傳輸效率均較低。目前較多采用流切換技術(shù)，周期性刷新內(nèi)(INTRA)幀即為一例。H.264/AVC的碼率控制(RC)主要有JVT-F086及JVT-G012提出的兩種方案，通常認(rèn)為后者算法較優(yōu)。JVT-G012通過(guò)引入基本單元及線性模型的概念，提出一種自適應(yīng)基本單元層碼率控制算法。此基本單元可能是一幀､一片或一個(gè)宏塊。線性模型預(yù)測(cè)當(dāng)前基本單元的平均殘差絕對(duì)值(MAD)是通過(guò)前一幀相應(yīng)位置的基本單元而獲得。同時(shí)H.264/AVC如上所述，可允許某些譯碼器的譯碼處理與其他譯碼器產(chǎn)生的視頻流精確同步而不產(chǎn)生圖像切換損失，從而可在不同數(shù)據(jù)速率的視頻流內(nèi)容間切換譯碼器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或誤碼恢復(fù)，及使用快速前向､快速后向等特技。而SI､SP幀即可用于流切換､流拼接､隨機(jī)接入､錯(cuò)誤恢復(fù)等，以提高其抗干擾能力及頑健性，亦可避免頻繁刷新INTRA幀帶來(lái)的效率下降。