AVS和H.264编解码性能的比较--《电视技术》2007年03期
AVS和H.264编解码性能的比较
【摘要】：从客观的统计误差计算和主观的视觉感知实验两个方面对AVS和H.264标准进行编码效率的比较,并从编码算法角度初步分析两种标准在相同视频序列条件下产生图像质量差异的原因。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TN919.81【正文快照】：
1引言评价视频压缩编码性能的主要涉及3方面指标:1)数据压缩率;2)图像质量;3)算法的复杂度。一个好的压缩编码标准要求在较高的数据压缩率下,能具有较好的图像质量,同时其算法复杂度相对较低。但通常较高的压缩率和较好的图像质量是以提高算法复杂度为代价的[1]。AVS视频标准
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MPEG-4/H.264视频编解码工程实践
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《MPEG-4/H.264视频编解码工程实践》是2011年出版的图书，作者是路锦正。
MPEG-4/H.264视频编解码工程实践MPEG-4/H.264视频编解码工程实践
MPEG-4/H.264视频编解码工程实践
路锦正 编著
ISBN 978-7-121-14787-6
2011年11月出版
定价：59元
MPEG-4/H.264视频编解码工程实践内容简介
数字视频编解码已经形成了一个巨大的产业，视频编解码算法是其技术核心。本书介绍了基于Visual C++2005及TI DSP平台进行视频算法优化的实现过程和技术难点，并提供了书中所有源代码。主要内容包括：视频编解码原理及视频图像的捕获与显示、基于Visual C++2005分析MPEG-4/H.264编解码原理、基于TI DSP设计和优化开源工程（Xvid/x264/ffmpeg）、视频算法的标准接口xDAIS开发和视频监控中心软件设计等。
本书中的案例均来源于笔者开发中的工程实践，具有很强的实用价值。读者既可以基于案例进行特定的开发，也可以直接应用。
附书光盘包含书中所有案例的源文件。
本书内容充实，工程实用性强。面向高年级本科生、工程/专业/学术硕士、算法工程师等致力于视频编解码算法开发的人员，为其课程设计、毕业设计和项目研发等提供实战指南和案例参考。
MPEG-4/H.264视频编解码工程实践前 言
视频的编解码是数字视频开发应用中的最主要方面，海量的视频数据为便于存储和传输、节约资源，必须进行一定程度的编码压缩。视频编解码在数字多媒体应用中占有极为重要的比重，已经形成了一个巨大的产业。从VCD、DVD到现在的MP4、IPTV、硬盘录像机、可视电话、高清电视等；从早期的闭路电视监控CCTV（Closed Circuit Television）到现在的数字视频录像DVR（Digital Video Recorder）等。编解码算法是上述系统中的核心技术，因此掌握自主产权的视频算法就极其重要。
由于视频编解码原理较复杂，涉及了许多数学知识——从数据的DCT/DWT变换，到基于图像块的运动估计和运动补偿，均匀量化和非均匀量化技术，还有可变长度熵编码如Huffman编码和算术编码等。视频编解码协议复杂，系统代码量大，功能模块多。幸运的是，大量开源视频算法为我们学习和实践视频算法提供了实用的算法工程。主流视频编解码算法中当数MPEG-4/H.264算法标准，但其协议标准仅规定了码流语义，并没有明确如何进行工程实现。Xvid是公认优秀的MPEG-4开源视频编、解码算法工程，X264是公认优秀的H.264开源视频编码算法工程。这些开源算法一方面主要采用跨平台的C语言编程，另一方面做核心模块面向常用CPU（Intel/AMD）的多媒体汇编指令做了系列优化。
基于可编程芯片（如DSP/FPGA）实时实现视频编解码算法是一件非常具有挑战性的工作，一方面需要对复杂算法本身深入理解；另一方面需要对研发平台的数据处理特点及汇编指令等有相当经验的把握。但对于一般的高年级本科生甚至研究生来说，同时熟练掌握算法和实现平台可能就不是一件容易的事情了。笔者以自己多年从事音视频编解码算法开发的切身体会出发，总结开发技术要点、凝练开发技巧、分享实战项目经验，为致力于视频编解码算法优化的研究开发人员提供指南和参考。
从目前市面上有关视频编解码的书籍来看，原理介绍性的多，工程实用性的少；技术规格翻译的多，项目实战经验共享的少。笔者几年前就想编写一本视频编解码实用性强的著作。正是基于上述各种因素的分析，终于催生了本书。笔者期待读者快速步入视频编解码开发的技术殿堂。
同时，笔者也真诚期望本书能够抛砖引玉，与相关技术人员共同探讨和学习，信息分享、共同进步。
读者对象高年级本科生在毕业设计阶段，其工程能力弱，时间短任务重，迫切需要该类指南；我国硕士研究生，特别是工程硕士，实际在校时间短，理论基础相对薄弱而工程能力较强，迫切需要项目实践经验参考；专业/学术硕士的课题一方面有视频编解码的直接应用，另一方面又有基于视频编解码的其他应用，如目标识别或跟踪，实用工程案例可提供支持；公司企业的算法优化工程师、新员工，短期内掌握并提高质量完成视频算法优化技术难度较大，而视频算法是系统核心技术，为提升员工自身价值需掌握核心算法优化技术。本书约定
本书所使用的软件有：Windows XP（SP3）、Visual C++ 2005简体中文专业版、CCS 3.3。
本书由路锦正编著，同时参加编写的还有李伟、张强林、吴艳、万雷、王呼佳、赵腾伦、王斌、魏雪辉、赵会春、王晓、余松、夏慧军、陈军等老师。本书吸收了由笔者主编的《Visual C++音频/视频处理技术及工程实践》一书中的部分章节，并对多数章节做了修改、补充，同时吸收了前书的读者反馈意见，使本书更贴近实用。本书是笔者在假期完成的，故牺牲了陪家人的时间，因此，特别感谢妻子郭晶女士的无私奉献和默默支持，感谢女儿带给我的无穷快乐和对工作的无穷动力。感谢成都道然科技有限责任公司以及徐津平老师对著书工作的大力支持。另外，本书参考了网络上的部分公开资源，在此对其所有者一并表示感谢。
由于时间仓促，加之水平有限，书中不足之处在所难免，恳请读者批评指正。最后还需要感谢电子工业出版社辛苦工作的老师们，他们为本书的顺利出版付出了很多辛勤劳动。
MPEG-4/H.264视频编解码工程实践目 录
第1章 视频编解码基础
1.1 视频编码的必要性和可行性
1.2 视频编码压缩原理及主流算法
1.3 视频解码原理及主流解码器
1.4 ASIC与可编程芯片
1.5 开源的视频CODEC
1.6 本章小结
第2章 建立和生成编解码视频序列
2.1 视频数据来源
2.2 DirectShow实现视频采集
2.3 VFW技术实现视频采集
2.4 YUV序列图像显示
2.5 本章小结
第3章 Xvid实现MPEG-4视频编解码
3.2 Xvid视频编码分析
3.3 Xvid视频解码分析
3.4 Xvid的MMX/SSE技术优化
3.5 运行Xvid系统
3.6 Xvid编解码实验
3.7 本章小结
第4章 数字媒体处理器TI DM64x开发平台
4.2 适于数字媒体处理的DSP
4.3 DSP开发环境CCS
4.4 视频算法DM64x平台优化
4.5 数字媒体处理器TI DM642DSP
4.6 本章小结
第5章 DM642平台优化设计Xvid视频编解码
5.1 优化准备
5.2 DM642视频算法优化策略
5.3 DM642平台下优化Xvid视频编码
5.4 DM642平台下优化Xvid视频解码
5.5 平台优化实验及分析
5.6 本章小结
第6章 x264实现H.264视频编码
6.1 H.264概述
6.2 H.264视频算法原理
6.3 x264视频编码分析
6.4 编译运行x264
6.5 系统效果展示
6.6 本章小结
第7章 ffmpeg实现H.264视频解码
7.1 ffmpeg应用基础
7.2 ffmpeg工作流程分析
7.3 H.264解码过程剖析
7.4 H.264视频解码实验
7.5 本章小结
第8章 媒体处理器DM642优化H.264视频编码
8.2 创建H.264视频编码器
8.3 使用H.264视频编码器
8.4 销毁H.264视频编码器
8.5 实验H.264视频编码器
8.6 本章小结
第9章 eXpressDSP算法接口标准开发
9.1 xDAIS开发基础
9.2 H.264编码算法的xDAIS封装
9.3 使用xDAIS封装的H.264编码库
9.4 本章小结
第10章 视频监控中心软件设计
10.2 位图界面设计
10.3 多路图像的高效显示
10.4 使用视频监控中心软件
10.5 本章小结新一代视频压缩技术 H.265 解析
笔者下载高清电影的时候，如果看到编码格式采用H.264，相对来说就会觉得比较放心，因为采用这种编码格式的画面质量不错。然而这类电影文件体积非常
大，以我国目前的网络状况，下载一部收藏级的高清电影实在需要无比的耐心。也许有人认为去视频网站看高清不就行了，但在挑剔的影迷眼里，在线视频远远达不
到高清的标准。不过这种情况也许会有所改变了，因为旨在有限带宽下传输更高质量视频的H.265标准，现已加入视频编码之中。H.265又称为HEVC（High Efficieny Video
Coding），是国际标准化组织和国际电联组织联合制定的新一代视频压缩标准，主要面向高清数字电视以及视频编解码系统的应用。去年8月，爱立信公司推
出了首款H.265编码解码器，6个月后国际电联（ITU）就正式批准通过了该标准。H.265的目标是编码效率比H.264提高50%，即在同等图像质
量条件下，目标码率下降到H.264的50%，带宽也只需原来的一半。这就意味着我们的移动设备将能够直接在线播放全高清（1080p）视频。而
H.265标准也同时支持从SQICF（128×96）到8K超高清（）不同的视频应用。在了解H.265的优点之前，我们不妨先回顾一下H.264。关于H.264H.264是由ITU-T视频编码专家组（VCEG）和ISO／IEC动态图像专家组（MPEG）联合组成的联合视频组（JVT，Joint Video
Team）提出的高度压缩数字视频编解码器标准。H.264是蓝光的编解码标准之一，所有的蓝光播放器都必须能解码H.264。它也被广泛使用于各种高精
度视频的录制、压缩和发布。更重要的是，苹果公司当初抛弃了Adobe的VP6编码，选择了H.264，让这个标准随着无数的iPad和iPhone走入
了千家万户，最终成为了高清时代视频编码领域的绝对霸主。H.264在逻辑上可以分为两层：视频编码层（VCL：Video Coding Layer）负责高效的视频内容表示，网络抽象层（NAL：Network Abstraction Layer）负责以网络所要求的恰当的方式对数据进行打包和传送。VCL层数据即编码处理的输出，它表示被压缩编码后的视频数据序列。H.264采用DCT变换编码加D
PCM差分编码的混合编码结构，还增加了如多模式运动估计、帧内预测、多帧预测、基于内容的变长编码、4×4二维整数变换等新的编码方式，提高了编码效
率。NAL则负责使用下层网络的分段格式来封装或映射数据，包括组帧、逻辑信道的信令、定时信息的利用或序列结束信号等。NAL支持视频在电路交换信道上
的传输格式，支持视频在Internet上利用RTP/UDP/IP传输的格式。H.264包含了用于差错消除的工具，便于压缩视频在容易误码、丢包的环
境中传输，提高了容错性能。总结起来，H.264较过去的压缩标准，具有以下特点：更高的编码效率：在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG- 4的1.5～2倍。一部120分钟的全高清电影可以压缩到20G B左右，同时画面质量优于MPEG-2格式。相对而言更利于传播和存储。更好的网络适应能力：H.264可以工作在实时通信应用（如视频会议）低延时模式下，也可以工作在没有延时的视频存储或视频流服务器中，并且很好地解决了网络传输丢包的问题。当然，H.264的性能改进是以增加编解码计算的复杂性为代价而获得的，因此一些“老爷机”播放MPEG-2高清视频可能无压力，但播放H.264的视频就会相当吃力。不过现在即便是平板电脑都已经支持H.264硬解码了。H.264的局限性每个高清爱好者都和H.264有过一段美好的过去，但是H.264终究不能永远陪你看风景。因为现在的数字视频正在朝着以下“变态”方向发展：1、更高的清晰度：720p已经过时，1080p也显出老态，4K、8K的视频正在向我们走来；2、更高的帧率：连影院都不满足24fps的帧率，彼得·杰克逊拍摄《霍比特人》就采用了48fps帧率。而数字视频更是朝着60fps、120fps甚至240fps的应用场景升级；3、更高的压缩率：清晰的画面和有限的带宽及存储空间之间永远是矛盾的。因此，在有限的带宽和存储空间下获得最佳视频效果，是高清领域所有相关人员的不懈追求。面对这3个“变态”条件，如果我们一直执H.264之手不放，就会出现一些问题：数的爆发式增长，会导致用于编码宏块的预测模式、运动矢量、参考帧索引和量化级等宏块级参数信息所占用的码字过多，导致用于编码残差部分的码字减少。2、由于分辨率提高，单个宏块所表示的图像内容的信息大大减少，导致相邻的4×4或8×8块进行整数变换后，低频系数的相似程度大大提高，继而出现大量的冗余。3、由于分辨率提高，表示同一个运动的运动矢量的幅值将大幅增加，H.264中用来对运动矢量进行预测以及编码的方法压缩率将逐渐降低。4、H.264的一些关键算法例如采用CAVLC和CABAC两种基于上下文的熵编码、去块滤波等都要求串行编码，并行度比较低。而现在的GPU、DSP、FPGA、ASIC等并行化程度都非常高。H.264的这种串行化特征越来越成为制约运算性能的瓶颈。H.265，就是为了解决这些问题而来的。H.265解析H.265/HEVC的编码架构大致上和H.264/AVC的架构相似，也包含帧内预测、帧间预测、转换、量化、去区块滤波器、熵编码等模块。为了提高高
清视频的压缩编码效率，H.265提出了超大尺寸四叉树编码架构，并采用编码单元（Coding Unit，CU）、预测单元（Predic
tUnit，PU）和转换单元（Transform
Unit，TU）三个基本单元执行整个编码过程。在此混合编码框架下，H.265进行了大量的技术创新，例如：基于大尺寸四叉树块的分割结构和残差编码结
构、多角度帧内预测技术、运动估计融合技术、高精度运动补偿技术、自适应环路滤波技术以及基于语义的熵编码技术。CU类似于H.264/AVC中的宏块。H.264中每个宏块大小都是固定的16×16像素，而H.265的CU可以选择从最小8×8到最大64×64像
素。以图4为例，图中细节不多的区域（如车体的红色部分和地面的灰色部分）划分的CU大而少，编码后的数据较少；而细节多的地方划分的CU较小而多，编码
后的数据较多，这样就对图像进行了有重点的编码，提高了编码效率。PU是进行预测的基本单元。H.265使用PU来实现对每一个CU单元的预测过程。PU尺寸受限于其所属的CU，可以是例如64×64像素的方块，也可以
是例如64×32像素的矩形。还有一种新的不对称运动分割预测（Asymmetric Motion
Partition，AMP）方案，即将编码单元分为两个尺寸大小不一致的预测块。这种预测方式考虑了大尺寸可能的纹理分布，可以有效提高大尺寸块的预测
效率。T U是进行变换和量化的基本单元。H.265突破了原有的变换尺寸限制，可支持4×4至32×32的编码变换，以TU为基本单元进行变换和量化。为提高大尺寸编码单元的编码效率，DCT变换同样采用四叉树型的变换结构。CP、PU、TU这三个单元的分离，使得变换、预测和编码各个处理环节更加灵活，也有利于各环节的划分更加符合视频图像的纹理特征，有利于各个单元更优化的完成各自的功能。H.265的帧间、帧内预测的基本框架与H.264基本相同：采用相邻块重构像素对当前块进行帧内预测，从相邻块的运动矢量中选择预测运动矢量，支持多参
考帧预测等。但H.265的帧内预测模式支持33种方向（H.264只支持8种），并提供了更好的运动补偿处理和矢量预测方法。同时，为了适应当前并行化
程度非常高的芯片架构，H.265引入了很多并行运算的优化思路，以提高编码解码效率。反复的质量比较测试已经表明，在相同的图像质量下，通过H.265编码的视频将比H.264编码的视频体积减少40%左右。同时，在码率减少一半多的情况下，H.265编码视频的质量还能与H.264编码视频近似甚至更好。这一结论虽然带有主观性，但也非常鼓舞人心。目前的H. 265标准共有三种模式：Main、Main 10和Main Still Picture。Main模式支持8bit色深（即红绿蓝三色各有256个色度，共1670万色），Main 10模式支持10bit色深，将会用于超高清电视（UHDTV）上。H.265对高清发展的影响低码率带来高画质，这是H.265最大的优势。我们现在能够估计到它对未来数字视频的发展有以下影响：让高清视频监控成为现实：高清视频在安防监控中正在普及，但也带来了存储成本与空间的急剧上升。与现在正在使用的H.264编码技术相比，H.265的高压缩率能够节省一半左右的存储空间，从而显著降低了视频的存储成本。让4K超高清电视走得更快：目前4K超高清电视产品已经不少，一些产品的价格已经低至四五千元。对于很多家庭而言购买起来并无太大压力，但4K片源难
找，4K电视看普通节目完全是高射炮打蚊子。随着H.265相关软硬件的成熟，当一张蓝光光盘就能容纳一部4K影片的时候，才是这些4K超高清电视真正发
挥作用的时候。让高清电视节目更加普及：目前有线电视系统中，采用的还是较早的MPEG-2标准，连H.264都没达到。原因就是受传输网络带宽的总体局限，另外
H.264编码也需要缴纳授权费。而H.265在确保画质的同时更加有利于传输，同样的内容，H.265可以减少70%～80%左右的带宽消耗。这一点也
许最终可以说服那些顽固的广播电视公司放弃MPEG-2，采用H.265在现有带宽条件下轻松传播全高清1080p电视节目。而出于节省带宽的目的，卫星
电视公司也许会更加积极。让随时随地观看高清视频成为可能：随着移动设备的发展，人们需要随时随地都能更便捷地获取所需内容与服务。LTE等4G技术显著提高了视频业务的商用可行
性。移动终端显示屏的ppi及分辨率都越来越高，加之H.265的高压缩率特性，将进一步促使高清甚至超高清视频在4G网络下流畅传输的普及。此外，现在视频网站所谓的“高清”是远远达不到高清标准的。以笔者手里的《变形金刚3：月黑之时》为例，这是采用x.264格式将蓝光原盘重新打包后的全
高清版本，片长2小时34分钟，平均码率为17.5Mb/s，文件个头达到18.9GB。这种电影要想在线直接观看，网络带宽就必须大于其平均码率。以现
在的网络条件，这几乎是不可能的任务。笔者在迅雷看看网站上找了到《变形金刚3》高清版，通过网页直接播放。由于不能直接获得影片的媒体信息，笔者于是估算了一下。网站要求欣赏高清视频的带宽
必须达到4Mb以上。4Mb带宽意味着网速最高不超过500KB/s。在线视频播放过程就是边下载边播放，要想画面流畅，视频文件体积必须小于当前带宽的
下载极限。《变形金刚3》片长154分钟，在4Mb带宽下，满打满算可以下载4.7GB的文件。相应的，其平均码率自然也低于4Mb/s。18.9GB的
全高清版都相差甚远。因此，这并不是真正的高清视频。目前，迅雷看看客户端推出了H.265的体验版，里面同样有《变形金刚3》。通过查看媒体信息可知，视频文件为2.55GB，平均码率2362kb/s。
主观感受其画面质量超过了网页播放的高清版的水平，但与18.9GB的高清版仍有较大差距，毕竟码率差了7倍多。但是这至少给出一个信号：如果采用
4Mb/s左右的码率进行H.265编码，画面质量差距将会大大缩小。H.265背后的问题H.265的前途看起来一片光明，但眼下还有一些问题必须解决。现在包括平板电视和高清播放机在内的设备都可以解码H.264编码文件，而H.265属于
新技术，使用H.265编码的视频文件名为hm10，其图像质量和计算复杂性与H.264相比提升了好几倍，需要专门的软硬件来予以相应的支持。目前很多
播放器还不能播放H.265视频。同时，H.265编码还涉及到授权费问题，如果商用化就必须缴纳相应的授权费用，那么这笔费用由厂商还是消费者来承担？除了价钱之外，消费者关心的另一个问题就是什么时候能买到相关产品。在硬件方面，笔者相信AMD、英伟达等显卡厂商多半会最先站出来支持H.265。但是
在移动设备领域，一些CPU强大到可以对H.265进行软解码的手机、MP4等产品，也许会被迅速包装成“支持H.265视频解码”来忽悠消费者。但这种支持意味着电量的高速消耗（因为运算量太大），而且也并非真正的支持，所以请大家不要看到“H.265”就急着扑上去。今后，H.265标准将会成为超高清电视（UHDTV）的4K和8K分辨率的选择。但这些视频内容应该怎样传送？采用哪些标准？索尼等媒体巨头正在绞尽脑
汁。蓝光光盘协会（The Blu-ray Disc
Association）也正在研究让现有蓝光标准支持4K分辨率视频的方法。理论上H.265可以让蓝光光盘容纳4K电影，但却需要制造全新的播放器才
能播放，对于厂商和消费者而言这都不是件好事。尽管有这样那样的阻碍，但我们仍应该对H.265持谨慎乐观的态度。有一点是肯定的，H. 265在同等的内容质量上会显著减少带宽消耗。我们谈了很多年的高清广播电视以及4K视频的网络播放的普及，在H.265的辅助下也许将不再有那么多困难。X.264是一个开源项目，基于H.264编码技术的、面向业余市场的免费编码格式，是H.264的子集，只能实现H.264的部分功能。X.264多用于网络上流传的重压缩的视频内容。via
x264 的详细介绍：
x264 的下载地址：
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本文标题：新一代视频压缩技术 H.265 解析
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因为你没努力，你也没这个实力，所以不要抱怨了，好好的当个码工嘛
国际电联，MJPEG等等。
是熟悉av吧~