CAVLC编码学习笔记

• 参考资料
  • https://blog.csdn.net/a514223963/article/details/7898928
  • https://www.cnblogs.com/TaigaCon/p/5255018.html
• 定义
  • 英文全名
    • Context-based Adaptive Variable Length Coding
  • 被用于亮度和色度残差数据编码；
  • 编码方式描述为ce(v)
  • 那么尽管在DCT时是以8x8块为单位进行的，在进行CAVLC时也会强制采用4x4块为单位进行编码，在进行熵编码之前，需要把4x4块的矩阵中的元素按照一定顺序重新排列成大小为16的序列。
  • zig-zag顺序扫描
  • 上下文
    • 体现在TotalCoeffs编码所需表格的选取，以及TrailingOnes的后缀长度（suffix_Length）
• 组成，五个部分

  

  • 编码非零系数的数目（TotalCoeffs）、拖尾系数（TrailingOnes）的数目；
  • 编码拖尾系数的符号；
  • 编码除了拖尾系数之外的非零系数的幅值（level）；
  • 编码最后一个非零系数前面的零的数目（TotalZeros）；
  • 编码每个非零系数前面连续的零的个数（RunBefore）。
• 编码TotalCoeffs和TrailingOnes
  • TotalCoeffs
    • 非零系数的数目。变换系数level中所有不为0的level的数目。
  • TrailingOnes
    • 拖尾系数的数目。指的是矩阵重排列后，序列末尾连续出现的±1的个数（中间可以间隔任意多个0）。如果±1的个数大于3个，则只有最后三个±1会被视为拖尾系数，其余的被视为普通的非零系数。
  • 计算nC值
    • 作用
      • 寻找用于编码TotalCoeffs与TrailingOnes的码表
    • 计算方式
      • 除了色度的直流系数（Chroma DC）之外，其它系数类型的nC值是根据nA和nB求得
      • nC
        • number current，当前块值
      • nA
        • 当前块左边4x4块的非零系数数目
      • nB
        • 当前块上边4x4块的非零系数数目
  • 查表获得coeff_token编码
    • 根据之前编码和计算过程所得的变量TotalCoeffs、TrailingOnes和nC值可以查H.264标准附录CAVLC码表，即可得出coeff_token编码序列。
• 编码TrailingOnes的符号
  • 规则
    • 每个拖尾系数需要用一个bit表示它的符号。标准规定用0表示“+”，用1表示“-”。
  • 编码顺序
    • 按照扫描逆序进行，也就是从高频数据开始。
• 编码除了拖尾系数之外的非零系数的幅值（level）
  • 编码顺序
    • 按照扫描逆序进行，也就是从高频数据开始。
  • 编码结果，分两部分
    • 前缀（level_prefix）
      • 码值需要根据level_prefix的值去参照标准中的表9-6
    • 后缀（level_suffix）
      • 码值就是level_suffix的二进制
  • 编码过程
    • 有符号的level转换为无符号的levelCode
    • levelCode的拆分
      • levelSuffixSize
        • 后缀level_suffix的实际长度
      • suffixLength
        • 在某些情况下，levelSuffixSize等于这个变量的值，suffixLength也用于计算前缀的值，它贯穿于整个CAVLC编码过程，会在一个宏块开始编码level时进行初始化（见下述标准中抓取的部分），并且在每个level编码后进行更新。
    • 更新suffixLength
• 编码TotalZeros
  • TotalZeros
    • 最后一个非零系数前面的0的总数目
• 编码RunBefore
  • RunBefore
    • 当前非零系数前面连续出现的0的个数
  • ZeroLeft
    • 当前非零系数前的0的总个数
    • 在一开始这个值会被赋值为TotalZeros。当ZeroLeft为0的时候意味着后续非零系数的RunBefore都为0，编码结束。
    • 根据RunBefore与ZeroLeft的值查表9-10得到码值。编码顺序也是逆序进行，编码次数最多为TotalCoeffs - 1。