数据压缩实验报告7 H.264及解编码调试

一、实验原理
（1）定义
H.264/AVC标准没有明确定义一个编解码器。标准定义的是编码视频比特流的语法结构和对该比特流解码的方法。H.264标准的预测、变换、量化、熵编码等基本功能模块与前几个标准并无太大区别。变化主要体现在功能模块的具体细节上。
（2）特点
压缩效率高
容错能力强
网络适应性好
计算复杂度高
（3）编码器输入参数说明

（4）帧重排
为了充分利用帧间相关性，有效提高编码压缩比，定义了I帧、P帧和B帧三种类型的编码帧。由于B帧是双向预测编码帧，所以需等前、后的参考帧编码后才能编码。

二、实验步骤
（1）解码器调试
只需要将decoder.cfg中的输入输出文件更改后运行解码程序即可

（2）编码器调试
分别选择比特率为1600、1650、1700、1750、1800 kbps，再对每一比特率分别设置GOP格式为GOP15（2B），GOP12（2B），GOP9（2B），GOP4（1B），GOP12（无B）和GOP1（全I）进行编码。
以GOP12（0B），1800 kbps的情况为例：

由上图可知GOP为12，且可以看出帧重排现象
（3）码流分析
以GOP15（2B）的情况为例：

（I帧）

（P帧）

（B帧）
图中红色、橙色宏块均使用帧内编码；黄色宏块表示与前一帧相同，跳过不编码；绿色宏块使用前向预测编码；蓝色宏块使用双向预测编码。B、P帧中可看到运动矢量。红色线表示前向预测，绿色线表示后向预测，因此P帧中只有红色线，I帧使用帧内编码，无运动矢量。3种帧的背景部分变化很小，因而背景部分没有进行编码。还可以看到H.264中不同形状、不同大小的宏块，且在低频区域的宏块更大。
（4）视频质量客观评价
以实际比特率进行率失真曲线的绘制

由图可知，在码率相同的前提下，视频质量由好到差为：GOP12 (0B) > GOP15 (2B) > GOP12 (2B) > GOP9 (2B) > GOP4 (1B)