数据压缩（十四）——H.264编码

实验要求

H.264编码原理

和其他标准的相同点：采用了16×16宏块、色度子采样、运动补偿、正交变换、游程编码、变长编码、标量量化。H.264的变化主要体现在功能模块的具体细节，如加入了帧内预测、运动估计、使用整数的DCT变换。H.264压缩效率更高，容错能力更强，网络适应性更好，计算复杂度更高。

H.264编码实验

1.将264文件转换成YUV文件
通过ldecod项目，将264文件转换成yuv文件，仅需更改文件名语句、

得到yuv文件为

2.将YUV文件编码为264文件
以GOP=15，2B帧为实验，更改encoder.cfg配置文件

InputFile             = "highway_qcif_dec.yuv"       # Input sequence
...
SourceWidth           = 176    # Source frame width
SourceHeight          = 144    # Source frame height
SourceResize          = 0      # Resize source size for output
OutputWidth           = 176    # Output frame width
OutputHeight          = 144    # Output frame height
...
TraceFile             = "trace_enc.txt"      # Trace file 
ReconFile             = "test_rec.yuv"       # Reconstruction YUV file
OutputFile            = "highway_out1.264"           # Bitstream
...
IntraPeriod           = 15   # Period of I-pictures   (0=only first)
...
##########################################################################################
# B Slices
##########################################################################################
NumberBFrames          = 2  # Number of B coded frames inserted (0=not used)
...

实验结果


以GOP=1，全I帧为实验，更改encoder.cfg配置文件

InputFile             = "highway_qcif_dec.yuv"       # Input sequence
...
TraceFile             = "trace_enc.txt"      # Trace file 
ReconFile             = "test_rec.yuv"       # Reconstruction YUV file
OutputFile            = "highway_out2.264"           # Bitstream
...
IntraPeriod           = 1   # Period of I-pictures   (0=only first)
...
NumberBFrames          = 0  # Number of B coded frames inserted (0=not used)
...

实验结果


GOP=15 2B帧，码率40kb/s

RateControlEnable       = 1    # 0 Disable, 1 Enable
Bitrate                 = 400 # Bitrate(bps)

3.用码流分析软件检查所生成的码流中个中国编码模式和运动矢量等信息
选择GOP=15 2B帧，码率40kb/s进行实验

第一帧：一定为I帧，是一个帧内预测帧

第二三帧 B帧 帧间预测



第4帧 P帧 前向预测帧

4.用播放器查看生成码流质量

码流分别为45020bps和400bps，由于视频本身尺寸较小，压缩码流后人眼看不出较大区别。

5.生成率失真曲线
GOP=15 2B帧

bitRATE	Y(PSNR)
4000	33.915
3000	33.788
1000	33.672

绘制曲线