在H.264基本部分中,有16%16和4%4两种预测模式,前者包括4个预测方向,后者包括9个预测方向,FRExt增加8%8预测模式,包括与4%4类似的9个预测方向,并且,8%8预测还增加了对参考样本点的预滤波处理过程,即在预测前对参考样本点进行低通滤波处理。
4.量化方法
类似于MPEG-2,FRExt量化方法采用了基于感知的量化因子矩阵,包括针对帧内和帧间块的两种类型矩阵。该方法不以提高客观质量(如PSNR值)为目标,而以提高主观质量为考虑点。
5.熵编码方法
与4%4类似,FRExt中8%8扫描方式也包括zig-zag和场扫描两种扫描方式。FRExt对CABAC编码的上下文模型(contextmodels)进行了扩展。
6.色度空间
与以前的视频编码标准一样,H.264基本部分是按照YCbCr色度空间进行编码的,其转换方法为:
例如,可取KR=0.2126,KB=0.0722。
FRExt采用了一种新的色度空间YCgCo,其变换方法为:
YCgCo可以减少转换过程的计算复杂度、提高编码效率。
7.无损编码
在H.264基本部分里,通过PCM宏快模式可以支持无损编码或者对某一区域进行无损编码。在PCM宏快模式里,样本值将直接进行编码,而不需要进行预测、变换和量化。FRExt采用了更为有效的无损编码方法,不进行变换,但对样本值采用预测和熵编码的方法。
三、FRExt编码性能和应用分析
经测试,就高清视频编码来说,在相同配置情况下,Highprofile(HP)可以比Mainprofile(MP)节省10%的码流量,比MPEG-2MP节省60%的码流量。就单色静止图象压缩来说,当采用全帧内编码(INTRA)模式时,H.264 HP可以比JPEG-2000平均提高0.5dB。几个具体测试数据可以参见图1、图2和图3。
由于H.264FRExt(Highprofile)具有更好的编码性能,因此,自从JVT完成H.264FRExt标准制定工作后,原来采用H.264 Main profile的应用(例如,高清电视、HD-DVD等)都倾向于采用High profile,例如,DVB在TS 101 154 和TS 102 005中采用HP为卫星、光缆和地面广播中的视频标准,DVD论坛的HD-DVD规定HP为每一个解码器的强制标准之一,蓝光标准协会(Blu-Ray Disc Association)BDA在其BD规范中规定HP为每一个解码器的强制标准之一。可以预见,H.264 FRExt(High profile)标准将会在高清视频应用领域获得广泛的应用。
四、结束语
针对不同的应用领域,H.264视频标准提供了Baseline、Extended、Main、High、High10、High4:2:2和High4:4:4一共7个profile,其中Baseline profile已经应用于3GPP、会议电视、可视电话等实时通信领域,Main profile已经应用于ISMA等流媒体领域,High profile已经应用于DVB、HD-DVD等广电和存储领域。