PC機(jī)的MPEG-4編碼原理詳解及實(shí)現(xiàn)

程序采用了以下策略選取相鄰塊。定義塊A，B，C，X的DC系數(shù)值分別為DC_A，DC_B，DC_C，DC_X。

如果DC_A與DC_B的差小于DC_B與DC_C的差，則DC_A與DC_B在數(shù)值上比較接近，即在垂直方向上的數(shù)值比水平方向上更接近，所以采用DC_C來預(yù)測(cè)DC_X；反之，在水平方向的數(shù)值比較接近，即采用DC_A來預(yù)測(cè)DC_X。

將當(dāng)前塊的DC系數(shù)與用來預(yù)測(cè)的相鄰塊的DC系數(shù)，經(jīng)過特定處理后做差，其差存放到當(dāng)前塊的DC位置上，同時(shí)記錄此DC系數(shù)的預(yù)測(cè)方向。

AC預(yù)測(cè)主要是針對(duì)8×8塊的第一行或者第一列AC系數(shù)，其預(yù)測(cè)方向取決于當(dāng)前塊DC系數(shù)的預(yù)測(cè)方向。如圖2所示，如果之前DC預(yù)測(cè)為水平預(yù)測(cè)，則當(dāng)前塊X的第一列AC系數(shù)采用A塊的第一列AC系數(shù)預(yù)測(cè)，同時(shí)將X的第一列7個(gè)AC系數(shù)各自取絕對(duì)值后相加到變量S1(S1的初始值為0)上。將當(dāng)前塊第一列AC系數(shù)與用來預(yù)測(cè)的相鄰塊A的第一列AC系數(shù)做差，其7個(gè)差值存放到當(dāng)前塊的第一列AC系數(shù)的位置上，同時(shí)將7個(gè)差值各自取絕對(duì)值后相加到變量S2(S2的初始值為0)上。如果之前的DC預(yù)測(cè)為垂直預(yù)測(cè)，則只進(jìn)行當(dāng)前塊X的第一行AC系數(shù)預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)步驟同第一列AC系數(shù)的預(yù)測(cè)一樣。

有時(shí)AC預(yù)測(cè)會(huì)產(chǎn)生較大的預(yù)測(cè)誤差，并沒有達(dá)到節(jié)省位流的目的，因此必須判斷AC預(yù)測(cè)的有效性。在單個(gè)8×8小塊的AC預(yù)測(cè)中，用S1記錄了此小塊的第一行或第一列AC系數(shù)的絕對(duì)值之和，用S2記錄了第一行或第一列預(yù)測(cè)后7個(gè)差值的絕對(duì)和。以一個(gè)宏塊的6個(gè)8×8小塊為單位，將各個(gè)小塊的S1與S2之差相加，得到值S。如果S非零，則此宏塊進(jìn)行AC預(yù)測(cè)，其標(biāo)志ACpred_flag置1，否則此宏塊不進(jìn)行AC預(yù)測(cè)，ACpred_flag置0。

1.2.2 之字型掃描

DC和AC預(yù)測(cè)之后，對(duì)8×8塊的系數(shù)進(jìn)行之字形掃描，共有Zigzag，Zigzag_v(交替垂直掃描)和Zigzag_h(交替水平掃描)三種掃描方式。采用何種掃描方式由三個(gè)要素決定，即幀內(nèi)還是幀間預(yù)測(cè)，AC預(yù)測(cè)標(biāo)志ACpred_flag的值，DC系數(shù)的預(yù)測(cè)方向。

對(duì)于幀內(nèi)預(yù)測(cè)的宏塊，如果AC預(yù)測(cè)標(biāo)志ACpredflag為0，則此宏塊中的6個(gè)8×8塊都使用Zigzag掃描；如果AC預(yù)測(cè)標(biāo)志為1，則此宏塊中的6個(gè)8×8塊將根據(jù)各自的DC預(yù)測(cè)方向決定AC系數(shù)的掃描方向。如果DC預(yù)測(cè)為水平預(yù)測(cè)，則此8×8塊使用Zigzag_v掃描方式掃描系數(shù)，否則使用Zigzag_h掃描方式。

對(duì)于幀間預(yù)測(cè)的宏塊，其每個(gè)8×8塊統(tǒng)一采用Zigzag掃描方式掃描系數(shù)。

8×8的系數(shù)矩陣經(jīng)過之字型掃描后，大部分非零系數(shù)集中在一個(gè)一維數(shù)組的前部，大部分零系數(shù)集中在此一維數(shù)組的后面，根據(jù)此特點(diǎn)便產(chǎn)生了游程編碼。

1.2.3 游程編碼和熵編碼

所謂游程編碼就是對(duì)8×8系數(shù)矩陣的AC系數(shù)進(jìn)行特定的處理，使其成為個(gè)數(shù)更少的三維矢量(Last，Run，Level)。其中，Level代表非0系數(shù)的大小。Run代表Level前面連續(xù)0的個(gè)數(shù)。Last代表終止標(biāo)志：其值為0時(shí)，表示Level后還有不為0的系數(shù)；其值為1時(shí)表示該系數(shù)是最后不為0的數(shù)；余下的系數(shù)全為0。游程編碼生成三維矢量，壓縮了數(shù)據(jù)量，然后根據(jù)Last，Run和Level的不同組合作為索引，找到對(duì)應(yīng)Huffman編碼表中的碼字，生成碼流。