AVS-M实时编码器的设计与实现

文章摘要：b)条带上层语义 在AVS-M中，有和H.264相对应的序列参数集和图像参数集。另外AVS-M增加了图像头，这使得每帧图像数据的边界清晰明了，方便了解码器的实现。我们在实现AVS-M时，也要相应地加入图像头的支持。 c)帧内预测 在亮度帧内预测中，AVS-M和H.264都有9种模式，但是他们的排列顺序是不相同的，如图1所示。 在实现过程中，我们使用了一个映射表将两种不同的排列顺序联系起来，使得代码的改动达到了最小。当然我们也要按照标准修改帧内预测的细微差别。 另外，AVS-M中只有4x4一种帧内预测模式，而H.264还有16x16和8x8两种模式，所以我们要关掉

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b)条带上层语义

    在AVS-M中，有和H.264相对应的序列参数集和图像参数集。另外AVS-M增加了图像头，这使得每帧图像数据的边界清晰明了，方便了解码器的实现。我们在实现AVS-M时，也要相应地加入图像头的支持。

c)帧内预测

    在亮度帧内预测中，AVS-M和H.264都有9种模式，但是他们的排列顺序是不相同的，如图1所示。

    在实现过程中，我们使用了一个映射表将两种不同的排列顺序联系起来，使得代码的改动达到了最小。当然我们也要按照标准修改帧内预测的细微差别。

    另外，AVS-M中只有4x4一种帧内预测模式，而H.264还有16x16和8x8两种模式，所以我们要关掉两种不用的模式。在色度方面，AVS-M不用基于“平面”的预测，所以也要把它从X264中去掉。最后还要注意，在帧间预测帧（P帧）中如果出现帧内预测宏块，它的相邻帧间预测块的帧内预测模式的预测值在AVS-M中被定义为不可用（-1），而在H.264中被定义为DC预测模式（2）。

d)运动向量预测

    在AVS-M中，当前块的运动向量预测是使用它左下角、上方和右上角的运动向量，而H.264是使用左上角、上方和右上角的运动向量，如图2所示。

    另外，运动向量预测值的计算方法也略有不同。

e)分数像素插值

    在AVS-M和H.264中，半像素精度的样本值都是使用双线性插值的方法，当然它们使用了不同的滤波器。最需要注意的是，在水平和垂直方向都是四分之一精度的样本预测时，AVS-M使用的是“星形”法，而H.264使用的是“菱形”法，如图3所示。

    在AVS-M中，e，g，p和r采用下面公式计算。

e=( F+j+1 ) >> 1

g=( G+j+1 ) >> 1

p=( N+j+1 ) >> 1

r=( O+j+1 ) >> 1

    而在H.264中，e，g，p和r采用下面公式计算。

e=( b+h+1 ) >> 1

g=( b+m+1 ) >> 1

p=( h+t+1 ) >> 1

r=( m+t+1 ) >> 1

f)变换和反变换

    AVS-M和H.264使用了类似的整数DCT变换，需要注意的是色度方面。在AVS-M中，色度使用了和亮度相同的变换方法，而H.264中对色度的DC分量又进行了一次变换。

1.1.2.1 量化和反量化

    AVS-M和H.264使用了类似的量化方法，都是使用了查表、乘法和移位，而避免了除法。需要注意的是AVS-M中要对量度量化参数做一次映射来做为色度的量化参数。

g)变长编码

    AVS-M使用了基于上下文的多阶哥仑布码，而H.264有专门的CAVLC或CABAC编码方式。需要注意的是在AVS-M中对帧内预测增加了一种“直接”模式，即所有4x4块都使用预测模式。所以我们在变长编码时，要先判断“直接”模式是否出现，然后再进行相应的处理。

h)环路滤波

    AVS-M和H.264中都有环路滤波，这可以显著减少块效应，提高视觉质量。它们的具体实现是不同的，总体来说AVS-M要比H.264简化。

i)调试

    在调试过程中，我们使用了比较法。就是从编码器端将每帧的预测值和残差存到一个文件中，然后使用标准的解码器进行解码，并在解码的同时比较预测值和残差，然后确定出错的宏块，进行调试。这样通过比较编码器端的重建图像和解码器端的输出图像，从而保证的编码器的正确性。

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