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H264。标准的整数dct变换与量化过程


H.264的整数DCT变换编码与量化过程

摘要
H.264是ITU与ISO联合共同开发的具有高编码效率、高压缩质量的视频新标准。H.264采
用了4×4块的无乘法整数变换编码算法，有效地降低了编解码的运算量，且避免了反变换
的误匹配问题。本文详细分析了H.264的整数DCT变换的原理和实现，并阐述了与变换编
码相应的量化过程。


1. 引言
新一代视频编码标准H.264是由国际电信联合会(ITU)与国际标准组织(ISO)的联合视
频小组(JVT)负责开发，它是面向实际应用的最新发展的标准。其目标是基于高的视频分
辨率，提高图像质量，并能够覆盖所有低带宽和高带宽的应用。H.264是在ITU-
T增强型多媒体通信标准H.26L基础上推出的能够为ITU-
T和ISO/IEC共同使用的单一的新一代视频编码标准，并且在技术上同MPEG标准形成体系
。
H.264与先前的标准相似，对残差数据采用基于块的变换编码，变换编码可以去除原
始图像的空间冗余，使图像能量集中在一小部分系数上，这样可以提高压缩比增强抗干
扰能力。而H.264采用的变换是近似DCT的无乘法整数变换，在此我们称它为整数DCT变换
。需要注意的是，此处的变换已经不是真正的DCT，仍然称其为DCT变换只是为了说它是
由DCT推导而来，且为了和另一个变换(Hadamard变换)相区别。H.264的整数DCT变换中只
有整数运算，消除了浮点运算，减少了运算量，并且精确的整数排除了编码器和解码器
反变换之间的误匹配问题。


2 H.264的变换与量化
2．1 整数DCT变换
H.264中的变换编码和以前各种标准中的DCT有所不同，以前标准中直接采用DCT的定
义进行变换，会带来两个问题：第一，需要进行浮点数操作，从而造成系统设计及运算
上的复杂