H264编码原理(宏块)

H264压缩技术

• 帧内压缩技术，解决的是空域数据冗余问题

  假设一张图片是天蓝色背景，整个天蓝色背景就可以用很小的数据量进行存储，背景前的人也会有对应的算法进行处理。

• 帧间压缩技术，解决的是时域数据冗余问题

  所谓时域就是随之时间的推移，每个时间段都会有一帧数据，一帧一帧的数据间，可以做参考。
  例如第一帧是I帧，虽然压缩比不是太高，但是第二帧可以根据第一帧做参考，可以获得更高的压缩比。也就是将同一GOP组中的相同数据存储在参考帧内，后面的帧可以用更少的数据记录。

• 整数离散余弦变换(DCT)，将空间的相关性变为频域上无关的数据，然后进行量化

• CABAC压缩

帧内压缩、帧间压缩属于有损压缩技术，而整数离散余弦变换(DCT)与CABAC都属于无损压缩技术。

宏块

• 宏块是视频压缩操作的基本单元

• 无论是帧内压缩还是帧间压缩，都是以宏块作为单位。

假设一张图片的原始图像如下：

H264宏块划分：

以8x8的像素进行划分。

宏块划分完成：

对于宏块，还可以再次进行划分，分成很多的子块：

左侧图中，整个大的块是H264的16x16的块，中间进行平均分配，每一块就是8x8，8x8内又可以划分为4x4，8x4等等。
宏块的大小对程序有着很大的影响，宏块控制的小，压缩时代码有着很高的控制力，但是，如果图片是天蓝色背景，换言之，相似区间非常大时，如果使用大宏块，就会压缩处理的非常快。
如果没有太多细节时，就将宏块划分的大一些，反过来，如果有非常多的细节处理，就需要将宏块的大小控制的小一些。

右侧图中，MPEG2对宏块的处理是不区分，直接统一按照16x16去处理，处理后每一块的数据量都特别多。
而H264对宏块的划分就有着更大的灵活性，可以看见，处理后的数据，每一块宏块的数据量都非常小，整个背景几乎都不用存什么数据，只需要去存储特定的一些数据。
对于H264常见的宏块划分尺寸如下所示：

可以看出来H264的宏块划分非常灵活。