Một profile định nghĩa một tập các công cụ mã hóa hoặc các thuật toán mã hóa mà chúng có thể được sử dụng để tạo ra dòng bit phù hợp cho profile đó. Tất cả các bộ giải mã phù hợp với một profile phải hỗ trợ tất cả các feature của profile đó. Các bộ mã hóa cần phải sử dụng tất cả các tập các đặc tính riêng được hỗ trợ trong 1 profile nhưng phải tạo ra các dòng bít phù hợp với profile đó, và dòng bít này có thể được giả mã bởi
các bộ giải mã tương ứng. Trong H264 ban đầu, có 3 profile được định nghĩa là
baseline, main và extended. Tập các tính năng của các profile được minh họa trong hình dưới đây.
Hình 3.18 Các profile trong H264
Baseline profile hỗ trợ các chuỗi mã hóa chứa lice I và P. Slice I chứa các MB mã hóa intra trong đó mỗi vùng cường độ sang 16x16 hoặc 4x4 và các vùng màu 8x8 được dự
Mai Gia Hà Page 59 đoán từ các mẫu được mã hóa trước trong cùng slice. Các slice P có thể chứa các MB inter, intra hoặc skipped. Các MB intra trong slice P được dự đoán từ một số ảnh được mã hóa trước đó, sử dụng bù chuyển động với độ chính xác vecto chuyển động ¼ mẫu. Sau khi dự đoán, dữ liệu dư cho mỗi MB được chuyển đổi sử dụng ma trận chuyển đổi tự nhiên 4x4 (dựa trên DCT) và sau đó được lượng tử hóa. Các chuyển đổi lượng tử được sắp xếp lại và các phần tử cú pháp được mã hóa entropy. Trong baseline profile các hệ số chuyển đổi được mã hóa entropy sử dụng CAVLC và tất cả các phần tử cú pháp khác được mã hóa được mã hóa sử dụng mã hóa độ dài thay đổi Exponential-
Golomb hoặc độ dài cố định. Các hệ số lượng tử được lượng hóa được lượng hóa
chuyển đổi ngược phục hồi (đưa tới dự đoán thực hiện trong quá trình hóa hóa) và lọc
với bộ lọc giải khối trước khi được lưu trữ để có thể được sử dụng làm các ảnh tham
chiếu cho các MB được mã hóa inter và intra sau đó.
Nói chung Baseline profile hỗ trợ tất cả các tính năng của H264 ngoại trừ 2 tập tính năng sau:
- Slice B, dự đoán trọng số, CABAC, mã hóa trường, và chuyển mạch tương thích
MB và ảnh giữa các khung và trương mã hóa.
- Các slice SP, SI và phân mảnh dữ liệu theo slice.
Các ứng dụng phù hợp cho main profile bao gồm các ứng dụng truyền thông quảng bá như truyền hình số và lưu trữ video số.
Tập đầu tiên hỗ trợ bởi main profile. Tuy nhiên main profile không hỗ trợ các tính năng
FMO, ASO và ảnh dư được hỗ trợ trong baseline profile. Vì thế chỉ một tập con của
các chuỗi video được mã hóa có thể được giải mã bằng bộ giải mã baseline profile có thể được giải mã bởi bộ giải mã main profile. Các cờ được sử dụng trong tập tham số
chuỗi để chỉ loại profile nào của bộ giải mã có thể được dùng giải mã chuỗi video.
Main profile hầu như là tập cha của baseline profile, ngoại trừ việc nó không hỗ trợ slice group, ASO, slice dư. Các công cụ bổ xung cho main profile là slice B (các slice
Mai Gia Hà Page 60 dự đoán 2 chiều cho hiệu quả mã hóa cao hơn), dự đoán trọng số (tăng mức mềm dẻo trong việc tạo ra một block dự đoán bù chuyển động), hỗ trợ video xen kẽ (mã hóa các trường như các khung), và CABAC (một phương pháp mã hóa entropy dựa trên mã hóa thuật toán). Main Profile phù hợp với các ứng dụng như truyền thông quản bá như truyền hình số và lưu trữ video số.
Extended Profile bao gồm tất cả các feature của baseline profile và bổ xung thêm các feature hỗ trợ streaming hiệu quả trên các mạng như mạng internet. SP và SI slice làm thuận tiện cho việc chuyển mạch giữa các dòng video được mã hóa khác nhau và các chức năng giống VLR và các slice phân mảnh dữ liệu có thể cung cấp cải thiện thực thi trong môi trường truyền dẫn lỗi. Extended profile phù hợp cho các ứng dụng như video streaming.
Hiệu quả mã hóa của H264 đã đặt ra cho vấn đề cần mở rộng ứng dụng hiện tại, hiện nay các nghiên cứu đã tạo một số profile mới cho các ứng dụng khác với các yêu cầu khác nhau về chất lượng, độ trễ, tốc độ bit s…
Mai Gia Hà Page 61
CHƯƠNG IV: ĐIỀU KHIỂN TỐC TRONG CÁC BỘ MÃ HÓA