[发明专利]一种USDC数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机领域视频图像编码领域，尤其涉及一种USDC数据处理方法。

背景技术

目前，世界事实上的视频编码标准是美国的H.264/MPEG-4AVC标准，这是一种面向块的基于运动补偿的有损视频压缩标准，H.264是由ITU-T(ITU Telecommunication Standardization Sector，国际电信联盟远程通信标准化组)视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC动态图像专家组(MPEG)联合组成的联合视频组(JVT，Joint Video Team)提出的高度压缩数字视频编解码器标准。H.264是ITU-T以H.26x系列为名称命名的标准之一，同时AVC是ISO/IEC MPEG一方的称呼。这一标准正式成为国际标准是2003年3月在泰国Pattaya举行的JVT第7次会议上通过的。由于该标准是由两个不同的组织共同制定的，因此有两个不同的名称：在ITU-T中，它的名字叫H.264；而在ISO/IEC中，它被称为MPEG-4的第10部分，即高级视频编码(AVC)。

H.264在编码框架上还是沿用以往的MC-DCT结构，即运动补偿加变换编码的混合(hybrid)结构，因此它保留了一些先前标准的特点，如不受限制的运动矢量(unrestricted motion vectors)，对运动矢量的中值预测(median prediction)等。然而，H.264比之前的视频编码标准在性能上有了很大的提高。这个提高不是单靠某一项技术实现的，而是由各种不同技术带来的小的性能改进而共同产生的。这其中主要的技术有：

1.帧内预测

对I帧的编码是通过利用空间相关性而非时间相关性实现的。以前的标准只利用了一个宏块(macroblock)内部的相关性，而忽视了宏块之间的相关性，所以一般编码后的数据量较大。为了能进一步利用空间相关性，H.264引入了帧内预测以提高压缩效率。简单地说，帧内预测编码就是用周围邻近的像素值来预测当前的像素值，然后对预测误差进行编码。这种预测是基于块的，对于亮度分量(luma)，块的大小可以在16×16和4×4之间选择，16×16块有4种预测模式，4×4块有9种预测模式；对于色度分量(chroma)，预测是对整个8×8块进行的，有4种预测模式。除了DC预测外，其他每种预测模式对应不同方向上的预测。

2.帧间预测

与以往的标准一样，H.264使用运动估计和运动补偿来消除时间冗余，但是它具有以下五个不同的特点：

(1)预测时所用块的大小可变

由于基于块的运动模型假设块内的所有像素都做了相同的平移，在运动比较剧烈或者运动物体的边缘处这一假设会与实际出入较大，从而导致较大的预测误差，这时减小块的大小可以使假设在小的块中依然成立。另外小的块所造成的块效应相对也小，所以一般来说小的块可以提高预测的效果。为此，H.264一共采用了7种方式对一个宏块进行分割，每种方式下块的大小和形状都不相同，这就使编码器可以根据图像的内容选择最好的预测模式。与仅使用16×16块进行预测相比，使用不同大小和形状的块可以使码率节省15％以上。

(2)更精细的预测精度

在H.264中，Luma分量的运动矢量(MV)使用1/4像素精度。Chroma分量的MV由luma MV导出，由于chroma分辨率是luma的一半(对4∶2∶0)，所以其MV精度将为1/8，这也就是说1个单位的chroma MV所代表的位移仅为chroma分量取样点间距离的1/8。如此精细的预测精度较之整数精度可以使码率节省超过20％。

(3)多参考帧

H.264支持多参考帧预测(multiple reference frames)，即可以有多于一个(最多5个)的在当前帧之前解码的帧可以作为参考帧产生对当前帧的预测(motion-compensated prediction)。这适用于视频序列中含有周期性运动的情况。采用这一技术，可以改善运动估计(ME)的性能，提高H.264解码器的错误恢复能力，但同时也增加了缓存的容量以及编解码器的复杂性。不过，H.264的提出是基于半导体技术的飞速发展，因此这两个负担在不久的将来会变得微不足道。较之只使用一个参考帧，使用5个参考帧可以节省码率5～10％。

(4)抗块效应滤波器