IV. Tổng quan về công nghệ MPEG-4 part 10
2.H.264 CODEC
Giống như các tiêu chuẩn nén trước ựây ( vắ dụ như MPEG-1, MPEG-2 và MPEG- 4),H.264 không ựược ựịnh nghĩa là bộ CODEC ( một cặp encoder và decoder) mà H.264 ựịnh nghĩa các cú pháp của luồng nén videọ Trong thực tế, bộ mã hóa và giải mã bao gồm các thành phần cơ bản như trong hình 3.8 và hình 3.9. So với các chuẩn nén trước bao gồm các
Khung ựầu tiên Trường dữ liệu ựầu Trường dữ liệu cuối
Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam
Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 72
thành phần như bộ dự ựoán, biến ựổi, lượng tử, mã hóa entropy, H.264 CODEC còn bao gồm bộ lọc deblocking và có nhiều thay ựổi quan trọng trong các chi tiết về chức năng của các thiết bị.
Bộ mã hóa (hình 3.8) bao gồm 2 dòng dữ liệu , dòng forward (từ trái sang phải) và dòng tái tạo (từ phải sang trái). Dòng dữ liệu trong bộ giải mã ựược truyền từ phải sang trái trong hình 3.9.
Hình 3.7: Sơ ựồ bộ mã hóa H.264.
2.1.Bộ mã hóa dòng forward
Một khung hoặc trường lối vào Fn ựược xử lắ trong các khối của một macroblock ( ựáp ứng cho 16x16 pixel trong một hình bình thường). Mỗi macroblock ựược mã hóa ở chế ựộ trong ảnh hoặc liên ảnh, với từng block trong macroblock. Một dự doán PRED (kắ hiệu là P trong hình 2.8) ựược ựịnh dạng dựa trên các mẫu ảnh ựược tái tạo lạị
Trong chế ựộ nén liên ảnh, PRED ựược hình thành từ slice hiện thời vừa ựược mã hóa, giải mã và tái tạo lại (uF′ n trong hình, chú ý rằng các mẫu không ựược lọc ựược sủ dụng ựể tạo nên PRED)
Trong chế ựộ nén trong ảnh, PRED ựược hình thành bằng cách dự ựoán bù chuyển ựộng Mã ựiều khiển Chuyển ựổi tỷ lệ Lọc tách khối đánh giá chuyển Mã hóa entropy Hình ảnh Tắn hiệu Video vào Transform/S cal/Quant Giải mã Khung dự ựoán nội bộ Bù chuyển ựộng Tắn hiệu hình ảnh ra Dữ liệu chuyển ựộng Quant. Transf. coefs Dữ liệu ựiều khiển
Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam
Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 73
từ một hoặc hai ảnh tham khảo ựược. Trong hình 2.8, ảnh tham khảo là ảnh F′ n −1 vừa ựược mã hóạ Nhưng, dự ựoán tham chiếu ựối với mỗi macroblock có thể ựược chọn từ các hình ảnh trong quá khứ hoặc trong tương lai vừa ựược mã hóa, tái tạo và lọc ( theo thứ tự hiển thị) . Dự ựoán PRED trừ với block hiện tại ựer tìm ra sự khác biệt , ựược biến ựổi và lượng tử hóa ựể thu ựược hệ số lưởng tử X sẽ ựược sắp xếp lại và mã hóa entropỵ Hệ số ựược mã hóa entropy cùng với thông tin về cạnh ựược mã hóa trong mỗi block trong macroblock (chế ựộ dự ựoán, mức lượng tử, thông tin về vector chuyển ựộng, Ầ) ựịnh dạng nên các dòng bit ựể truyền tơi lớp mạng trừu tượng ựể truyền hoặc lưu trữ.
Hình 3.8: Bộ mã hóa
2.2.Bộ mã hóa dòng tái tạo
Bên cạnh việc mã hóa và truyền tải các block trong macroblock, bộ mã hóa còn giải mã ( tái tạo) chúng ựể làm tham khảo cho các dự ựoán trong tương laị Hệ số X ựược giải lượng tử (Q−1 ) và biến ựổi ngược (T−1 ) ựể thu ựược sụ khác biệt block D′ n . Block dự ựoán PRED ựược cộng vào ựể tạo thành block tái tạo uF′n . Bộ lọc ựược ứng dụng ựể giảm ảnh hưởng của méo và các ảnh tham khảo dự ựoán ựược tạo từ 1 chuỗi các block F′n.
Mục ựắch chắnh của bộ giải mã dòng tái tạo trong bộ mã hóa là ựể chắc chắn rằng cả bộ mã hóa và giải mã ựều sử dụng các tham số khung ựã xác ựịnh ựể tạo ra dự ựoán P. Nếu không có các tham số này, dự báo P ở bộ mã hóa và giải mã sẽ không ựược xác ựịnh, dẫn ựến lỗi giữa bộ mã hóa và giải mã.
Fn
Fn-1
Fn
ME
T Q xung Bổ Entropy Mã hóa
MC Lựa chọn dự ựoán nội Dự ựoán nội Lọc T-1 Q- 1 Dn DỖn + + + - uFỖn X NAL Inter Intra
Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam
Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 74
Hình 3.9 Bộ giải mã
2.3.Bộ giải mã
Bộ giải mã nhận ựược các dòng bit ựược nén từ NAL. Các thành phần dữ liệu ựược giải mã entropy ựể tìm ra hệ số lượng tử X. Sử dụng giải lượng tử và biến ựổi ngược ựể thu ựược Dn. Sử dụng các thông tin header ựươc giải mã từ các dòng bit, bộ mã hóa tạo ra block dự ựoán, giống hệt với PRED ựược tạo ra ở bộ mã hóạ PRED ựược cộng với D′ n ựể tạo ra uF′n , sau ựó ựược lọc ựể tạo ra các block F′n.