便攜式移動電視接收系統淺析

論文類別:文學藝術論文 > 電視電影論文
論文作者: 盧琦
上傳時間:2008/7/2 15:20:00

摘要:
  本文簡單介绍了新一代便攜式移動電视接收標準DVB-H及移動電視的信源压縮編碼標準H.264,重點介紹了DVB-H系統的构成、時間分片技術、MPE-FEC、4K傳輸模式及使得H.264能適应移動電視接收的幾個主要技術特点。
關鍵字:
DVB-H、H.264


  使用便攜式通訊工具比如手機,隨時隨地的收看電视以前是一個夢想,隨著信源編码技術、信道傳輸和新一代基础通訊網絡的建立,使便攜式移动接收子系統也從單一的文字、圖片形式的接收轉向更豐富多彩的視音頻形式接收。電視行業為了適應這種趨勢,也對相关技術進行了標準的制定和技術研发。現在就相關技術做以下的論述。
要在手機上看電視,技術上需要處理好三個環節:信號源、传播途徑和接收終端。信號源方面,需要有高壓縮比的信源壓縮編碼標準;傳播途徑方面,有無線微波和網絡傳輸。為了實現移动接收,需要抗幹擾能力強的数字調制和信道處理技術。接收終端方面,必須開發高集成度、體积小、重量輕、耗電小的芯片,以及體積小、高容量的充電電池。
目前,該服務的實現主要有三條途徑:
1. 利用移動網絡實現的方式
  目前美國和我國移動運營商推出的手機電視業务主要是依靠現有的移動網絡來實现的。中國移動的手機電視業務是基於其GPRS網絡,中国聯通則是依靠其CDMA網絡。不管是GPRS手機還是CDMA手機,都需要在裝有操作系統的手機終端(一般是PDA手機等高檔產品)上安裝相應的播放軟件,而相应的電視節目源則由移動通信公司或者通過相應的服務提供商來組織和提供。
2. 利用衛星網絡實现的方式
  利用手機来接收衛星播發的電視節目信號是一个非常新的想法。目前只有韓國在力推手機電視廣播(DMB)。这種DMB接收機能提供高質量的图像,使用該接收機模塊能使用戶同时接收地面無線電視廣播和衛星電视廣播的信號。
3. 手機中安裝數字電視接收模塊的方式
  目前最被看好的手機電視技術方式是通過整合數字电視和移動電話的方式。這種方式需要在手機終端上安裝微波數字電視接收模塊,可以不通過移动通信網絡的鏈路,直接獲得數字電視信號。目前,手機數字電视標準只有歐洲的DVB-H和日本的單頻段轉播標準。
在國內,只有中央電視臺和少數的幾家移動公司相繼推出了手機電視業務。以中央電視臺為例,由於目前国內還沒有DVB-H的數字廣播網絡,他們是通过2.5G或2.75G网絡傳輸技術來播放“手機電視”節目的,即利用中国移動GPRS/EDGE網络或中國聯通CDMA網絡,通过WAP門戶網站為用戶提供在線直播或點播的流媒體音視頻節目的服務。
以下討論關於手機電視的传輸標準和編碼標準:
一、手機電視的传輸標準——DVB-H
DVB-H(早期为DVB-X)標準全稱為Digital Video Broadcasting Handheld,它是DVB組織為通過地面数字廣播網絡向便攜/手持終端提供多媒體業務所制定的傳輸標準。DVB-H植基於DVB-T,是一种以IP封包(datagrams)來傳送資料(主要為數字多媒體資料)的系統。該標準被認為是DVB-T標準的擴展應用,但是和DVB-T相比,DVB-H終端具有更低的功耗,移動接收和抗幹擾性能更為優越,因此該標準適用於移動電話、手持計算機等小型便攜設備通过地面數字電視廣播網絡接收信號。事實上,由於DVB-H是一種支持多媒體業務的标準,除了電視業務外它還可以開展電子報紙、電子拍卖、旅遊向導、遊戲、视頻點播和交互等多種綜合性業务。總之,DVB-H標準就是依托目前DVB-T傳輸系統,通過增加一定的附加功能和改進技術使手機等便攜設備能夠穩定的接收廣播電視信號。
為了減低小型手持式設備的功耗,DVB-H采用了一種叫做“時間切片”(time-slicing)的技術,把IP封包在切割成很短的時段(time slots)內以数據突發Data Burst方式傳送。接受器的前端電路(front end)只有在所選定服務Data Burst的時段才會開啟,在這個極短暫的時段之中,資料被高速地接收下來,並可以儲存在設備具有的緩冲區內,此緩沖區可以儲存下載的内容,也可以直接播放現場直播的資料文件。
1、DVB-H系統結构
  DVB-H支持的是手机等小型移動終端設備,是手機数字電視傳輸的標準。DVB-H是建立在DVB数據廣播和DVB-T傳輸之上的标準,更註重於協議的實現。系統前端由DVB-H封裝机和DVB-H調制器构成,DVB-H封裝機負責将IP數據封裝成MPEG-2系統传輸流,DVB-H調制器負責信道編碼和調制;系統終端由DVB-H解調器和DVB-H终端構成,DVB-H解調器負責信道解調、解碼,DVB-H終端負责相關業務顯示、處理。
DVB-H傳輸系統還具有以下特殊要求:
  (1)為延長電池的使用時間,終端周期地關掉一部分接收電路以節省功耗;
  (2)能漫遊,漫遊時仍能非常順利地接收DVB-H業務;
  (3)傳輸系統能保證在各種移動速率下順利接收DVB-H业務;
  (4)系統具有很強的抗幹擾能力;
  (5)系統具有相當的靈活性,以適應不同傳輸帶寬和信道帶寬應用。
2、協議層次划分
  DVB-H標準將實現數據鏈路層和物理層。
  (1)數據鏈路層——采用時間分片技術,用於降低平均功耗,便於進行平稳、無縫的業務交換;采用MPE(多協議封裝)前向糾錯技術,提高移動使用中的C/N門限和多普勒性能,增強抗脈沖幹擾能力。
  (2)物理層——與DVB-T相比,增加了4k傳輸模式和深度符號交織等內容。
  其它技術特點包括:在傳輸參數信令(Transmission Parameter Signaling,TPS)比特中增加DVB-H信令,用於提高業務发展速度;蜂窩標識(在TPS中)用於支持移動接收時快速信號掃描和频率交換;增加4k模式以適应移動接收和單頻蜂窩網,提高网絡設計、規劃的靈活性;2k和4k模式進行深度符號交織,進一步提高移動環境和沖击噪聲環境下的魯棒性。
3、關鍵新技術
 (1)功耗:DVB-H要求射頻接收和信道解調、解碼部分的功耗小於100mW。
(2)網絡設計
  由於DVB-H終端在網絡內移動時接收天線小巧且單一,必須優化設計單頻網。為此,DVB-H增加了新的技術模塊,主要包括:
①時間分片——基於时分復用的技術,節省接收終端功耗和便於網絡交換;
  ②MPE-FEC——基於RS糾錯編碼技術,增加額外的前向糾錯編碼,提高系統的移動和抗脈沖幹擾能力;
  ③4k模式——用于提高網絡設計的靈活性;
  ④DVB-H TPS——為DVB-H專用的傳輸參数信令,用於提高系統同步和業務访問速度。
下面对時間分片、MPE-FEC、4k模式及DVB-H TPS進行詳細的介紹:
  ① 時間分片
  時間分片技术是DVB-H中最為重要的新技術模塊,采用突發方式傳送數據,每个突發時間片傳送一個業務,在業務傳送時間片內該業务將單獨占有全部數據帶寬,並指出下一個相同業務時間片產生的時刻,這樣手持終端能夠在指定的時刻接收選定的業務,在业務空閑時間做節能處理,從而降低總的平均功耗。這期間前端放射機是一直工作的,在相同業務的兩個時間片之間将會傳送其他業務數据,DVB-H信號就是由許多這样的時間片組成的。從接收機的角度而言,接收到的業務數據並非如傳統恒定速率的連續输入方式,數據以離散的方式間隔到達,稱之為突發傳送,如果解碼終端要求數據速率較低但必須是恒定碼率,接收機可以對接收到的突發數据先進行緩沖,然後生成速率不變的數據流。它不但能夠有效降低手持終端的平均功耗,並且還是實現不同網絡間平穩、无縫的業務交換基礎。
a、時間分片與功耗
   时間分片技術采用突發式传送數據,與傳統數據流業務相比具有更高的瞬時速率。為了達到節省功耗的要求,突發帶寬一般為固定帶寬的10倍左右。例如一個恒定速率為350kbit/s的業務流,它意味著要求一個4Mbit/s左右的突发帶寬。突發帶寬在固定帶宽兩倍的情況下功耗就可以節省50%,因此如果帶寬為10倍,可以節省90%。
b、時間分片與PSI/SI
  DVB-H標準規定PSI/SI(節目特定信息Program Specific Information, PSI /業務信息Service Information, SI)信息不進行時間分片處理,它们將被分配一個固定帶寬進行傳送,这主要是因為目前使用的PSI/SI信息並不支持時間分片傳送,如果进行改動將難以和目前數據表兼容。PSI信息使用4個表來定義碼流的結構:節目關聯表(Program Association Table,PAT)、節目映射表(Program Map Table,PMT)、網絡信息表(Network Information Table ,NIT)、條件訪問表(Conditional Access Table,CAT)。
  手持終端在DVB-H系統中需訪问SI中的NIT(Network Information Table,NIT網絡信息表)、和中間代碼INT表。NIT表的目的是提供有關物理網絡的信息,其內容是固定的,當手持終端加入到一個新網絡中時首先要接收該表,確定網絡參數。當在不同的傳輸流之間切換時,手持終端需讀取INT表,除非以後INT表發生了變更,則終端將不再接收INT表,INT表變更信息在PSI的PMT (Program Map Table,PMT節目映射表)表中進行標识。PMT表指出了組成節目業務(Service)的各個碼流的PID號,並对各路碼流進行描述
  由於DVB標準规定PSI信息必須每隔100ms重傳一次,如果突發脈沖的業務傳送時間比100ms時間長,則手持終端能在接收業務的同時訪問所有PSI信息;如果業務傳送時間小於100ms,手持終端需在業務接收完畢後繼續保持一段工作時間,以確保完成所請求PSI表的接收。
c、時间分片與業務交換
  采用時間分片技術使手持終端能在業務傳送的空闲周期對相鄰的蜂窩进行監視,掃描其他的頻率信號、测試信號的強度,但並不中断本業務的接收。當用户進入新的網絡時,根據監視結果在空閑周期切換到具有相同業務的不同傳輸流上,以實現較好的無縫隙业務交換。如果在前端對业務同步精確編排,能夠使相同業務及時出現在相鄰峰窩的不同時隙上,而用戶不會察覺这種變化。
  d、时間片和條件接收
  DVB-H可采用兩種方式實現條件接收,一種是基於IP的条件接收系統(IP-CAS ,IP數据廣播加密)。所有的CAS(條件接收系統)相關信息都在IP數據中,並可以支持時間分片技術,確保節省功耗。但DVB-H標准不須支持CAS和接收机間的雙向傳送,IP-CAS的只須支持廣播環境。
??? 另一種方式是采用DVB通用加擾算法的条件接受系統(DVB-CAS,電视加密系統),此時在DVB-H系統通中傳送CAS信息将面臨一些問題。由於DVB-CAS使用電子幹擾ECM(Electronic Counter Measure)傳送解擾密鑰,因此ECM不能進行时間分片,另外DVB-CAS还使用管理信息EMM (EMM-Entitlement Management Message),用於傳送授权管理信息,由於EMM的时間間隔是隨機的,終端必須一直工作以確保不會丟失EMM,並且直接使用DVB-CAS将影響網絡漫遊業務。
  為確保解擾工作的進行,接收機必須完成ECM接收,系统通過ECM重復率描述符標識ECM最小重復周期。如果手持終端在開始接收業務數據前至少完成了一個ECM最小周期接收,則至少能收到一個ECM,從而獲取解擾密钥。通常解擾密鑰的有效時間為10s,為此接收機必須確保在業務數據到達前10s完成解擾密鑰接收。
  EMM將采用時間片方式傳送。首先將EMM封裝為IP數據报形式,封裝後EMM-IP 數据的時間分片方式與其他的IP數據相同,並采用MPE-FEC以減少數據丟失。從接收終端的角度來看,載有EMM的IP數據是一個附加業務,它是必須被接收的,恢復出的EMM-IP数據將被傳送到DVB-CAS特定的模塊對EMM信息处理。
  通過上述方式處理後,DVB-CAS不會對用戶漫遊造成任何影響。
 ? ②MPE-FEC
  DVB-H標準在數據鏈路層為IP數據報增加了RS(Reed-Solomon)糾錯編码,作為MPE的前向糾錯編码,校驗信息將在指定的FEC段中傳送,我們稱之為MPE-FEC。MPE-FEC的目標是提高移動信道中的C/N、多普勒性能以及抗脈沖幹擾能力。
  實驗证明即使在非常糟糕的接收環境中,适當的使用MPE-FEC仍可以準確無誤恢復出IP數據。MPE-FEC的數據開銷分配非常靈活,在其它傳輸參數不變的情況下,如果校驗開銷提高到25%,則MPE-FEC能夠使手持終端達到和使用天线分集接收時相同的C/N。實際上,我們可以通過選定一个高配置的傳輸參數提高傳輸碼率來补償MPE-FEC的開銷,而它將提供比DVB-T(沒有MPE-FEC)好得多的性能,例如在高速、單一天線的情況下,采用MPE-FEC的手持終端能夠在DVB-T環境下接收8K/16-QAM甚至是8K/64-QAM信號,此外MPE-FEC提供非常好的抗脉沖幹擾能力。 
 ? ③4k模式和深度符号交織
  DVB-H標准在DVB-T原有的2K(2048)和8K(8192)模式下增加了4K(4096)模式,通過協調移動接收性能和單頻網規模進一步提高網絡設計的靈活性。同時,為進一步提高移动時2K和4K模式的抗脈沖幹性能,DVB-H標準特別引入了深度符號交織(in-depth interleaving)技術。
  在DVB-T系統中,2K模式比8K模式提供更好的移動接收性能,但是2K模式的符號周期和保护間隔非常短,使得2K模式仅僅適用於小型單頻網。新增加的4K模式符號具有較長的周期和保護間隔,能夠建造中型單頻網,網絡設計者能夠更好地進行網絡優化,提高頻譜效率,雖然這種優化不如8K模式的效率高,但是4K模式比8K模式的符号周期短,能夠更頻繁的進行信道估计,提供一個比8K更好的移動性能。總之,4K模式的性能介於2K和8K之間,为覆蓋範圍、頻譜效率和移動接收性能的權衡提供了一個額外的選項。

免費論文下載中心 http://www.hi138.com   DVB-H中3種模式關於單頻網峰窩規模和移動接收性能的特點可總结如下:
  a、8K模式適用於單個发射機和大、中、小型單頻網,它的多普勒性能允許進行高速的移動接收。
  b、4K模式適用於單個放射機和中、小型單頻網,它的多普勒性能允許進行更高速的移動接收。
  c、2K模式適用於單個放射機和小型單頻网,它的多普勒性能允許進行超高速的移動接收。
  在脉沖噪聲幹擾條件下,由於8K模式的符號周期較長,噪聲功率被平均分配到8192個子載波上,因此比2K和4K具有更好的抗幹擾性能。DVB-H標準為克服這一缺點,利用8K符号的交織器對2K和4K進行深度符号交織,使二者能夠具有接近8K模式的抗脈沖干擾性能。
  ④DVB-H的傳輸参數信令TPS
  DVB-H的TPS能夠為系統提供一個魯棒、易訪問的信令機制,能使接收機更快地發現DVB-H業務。TPS是一个具有良好魯棒性的信號,即使在低C/N的條件下,解調器仍能快速將其鎖定。DVB-H系統使用兩個新TPS比特標識時間片和可選的MPE-FEC是否存在,另外用DVB-T中已存在的一些共享比特表示4K模式、符號交織深度和峰窩标識。
DVB-H標準適用於移動通信和多媒體業務,為電視廣播做准備,因此視頻壓縮技術至關重要。传統的視頻壓縮標準如MPEG-2显然不能滿足DVB-H的要求,為此針對DVB-H考查了多種視頻壓縮格式,其中最為令人矚目的是H.264。
二、手機電視的信源压縮編碼標準—H.264
H.264是ITU-T視頻編碼專家組(VCEG)和ISO/IEC活動圖像編碼專家組(MPEG)的聯合視頻組(JVT)開發的一個新的数字視頻編碼標準,它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。在技術上,H.264標準中有多個亮點,如:統一的VLC符號編码;高精度、多模式的位移估計;基于4×4塊的整數變換;分層的編碼語法等。這些技術亮點使得它具備更好的壓縮性能,同時也增強了對各種信道的適應能力,采用“網絡友好”的結构和語法,有利於對誤碼和丟包的處理;應用範圍較宽,以滿足不同速率、不同解析度及不同傳輸(存儲)场合的需求;這些使得H.264算法具有很高的編碼效率, 它的壓縮率比MPEG-2高2~3倍,1Mb/s速率的圖像效果接近MPEG-2中DVD的图像質量,同樣,H.264碼流結构的網絡適應性也很強,這增强了它的差錯恢復能力,能夠很好地适應IP和無線網絡應用。是目前手机電視中最為理想的信源壓縮编碼標準。
1、H.264的技術特点:
(1)H.264 就改善圖像質量有以下特點
H.264 運動補償中的塊大小可變,最小的亮度補償塊可以小到4×4。
H.264 采用了1/4采样精度的運動補償,大大減少了內插处理的復雜度。
H.264中运動矢量不再限制在已編碼參考圖像的內部。
H.264中使用了高級圖像選擇技術,可以用已編過码且保留在緩沖區的圖像進行預測。
??? H.264消除了參考圖像的順序必須依赖顯示圖像順序的這種相关性。
H.264消除了參考圖像與圖像表示方式的限制,使B帧圖像在很多情況下也能作為參考幀預測圖像。
H.264采用了加權預测,允許一定的加權補償預测和偏移,在淡入淡出中可大大的提高編码效率。
H.264改变了在以前的標準中,預测編碼圖像的“跳過”區不能有運动的限制。對“跳過”區的运動采用推測方法。對雙預測的B幀圖像,采用高級運動預测方法,稱為“直接”運動補償,進一步改善編碼效率。
H.264采用幀內編碼的直接空間預測,將編码圖像邊沿進行外推应用到當前幀內編碼圖像的預測。
H.264采用了循環去块效應濾波器,此消除基於块的視頻編碼在圖像中存在塊效应,改善視頻的主觀和客觀質量。
(2)H.264 就善預測方法来改善編碼效率有以下特点:
①以前的標準變換的塊都是8×8,H.264主要使用4×4塊變換,使編碼器表示信號局部適應性更好,更适合預測編碼,減少“鈴”效应。另外圖像邊界需要小塊變換。
②H.264通常使用小塊變換,但有些信號包含足夠的相關性,要求以大塊表示,這就是分級块變換。H.264有兩種方式實現。低頻色度信號可用8×8,;對幀內編碼,可使用特別的編碼類型,低頻亮度信號可用16×16塊。
③所有以前標准使用的變換要求32位運算,H.264C只使用16位運算的短字長變換。
④以前標準反變換和變換之間存在一定容限的误差,每個解碼器輸出視頻信號都不相同,產生小的漂移,最終影響圖像的質量,H.264實現了完全匹配。
⑤H.264使用兩種熵編碼方法,CAVLC(上下文自適應的可變長編碼)和CABAC(上下文自適應二進制算術编碼),兩種都是基于上下文的熵編碼技術。
(3)H.264具有強大的糾錯功能和各種網絡环境操作靈活性,主要特性如下:
①H.264的參数集結構設計了強大、有效的傳輸頭部信息具有較强的抗誤碼特性,采用了很灵活、特殊的方式,分開處理关鍵信息,可以在各種環境下可靠传送。
②H.264中的每一个語法結構放置在稱為NAL網絡抽象層的單元中,改變了以前标準中都要采用強制性特定位流接口的情況,能適應不同網絡中的視頻傳輸,有較好的網絡親和性。
③在H.264可采用非常靈活的像條大小。
④H.264可以將圖像劃分为像條組,每個像條可以獨立解码。靈活宏塊排序(FMO)通過管理圖像區之間的關系,具有很強的抗數據丟失能力。
⑤H.264支持任意的像條排序,每個像條幾乎可以獨立解碼,所以像條可以按任意順序發送和接收。在實時應用中,可以改善端到端的延時特性。
⑥為提高抗數據丟失的能力,H.264允許編碼器發送圖像區的冗余表示,當圖像區的主表示丟失時仍可以正確解碼。
⑦H.264可以根據每個像條語法元素的範疇,將像條語法劃分为3部分,分開傳送。
下面就H.264的幾个重要特性進行詳細介紹:
1、幀內預測
  對I幀的編碼是利用空間相關性而非时間相關性而實現的。以前的標準只利用了一個宏塊內部的相關性,而忽視了宏塊之間的相關性,所以編碼後的數據量較大。为了進一步利用空間相關性,H.264引入了幀內預測以提高壓縮效率。簡單地說,幀內預測編碼就是用周圍鄰近的象素值来預測當前的象素值,然後對预測誤差進行編碼。這种預測是基於塊的,對於亮度分量,塊的大小可以在16×16和4×4之間選擇,16×16塊有4種預测模式16×16 、 16×8 、 8×16 和 8×8,4×4塊有9種预測模式;對於色度分量,預測是對整個8×8塊進行的,有4種預測模式。除了DC預測外,其他每種預測模式對应不同方向上的預測。
2、幀間預測
 (1)预測時所用塊的大小可变
  假设基於塊的運動模型塊内所有象素都做了相同的平移,在運動比較劇烈時或者在运動物體的邊緣處,這一假設會與实際出入較大,導致較大的預測誤差,這時減小塊的大小可以使假設在小的塊中依然成立。同時,小的块所造成的塊效應相對也小,從而提高預測的效果。
H.264一共采用了7種方式对一個宏塊進行分割,每種方式下塊的大小和形狀都不相同,這就使編碼器可以根據圖像的內容選擇最好的預測模式以提高預測效果。與僅使用16×16塊進行預測相比,使用不同大小和形狀的塊可以使碼率降低15%以上。
(2)更精細的預测精度
在H.264中,亮度分量的运動矢量使用1/4象素精度。色度分量的運動矢量由亮度運動矢量導出,由於色度分量的分辨率是亮度分量的一半(對4∶2∶0),所以其運動矢量精度将為1/8。既一個單位的色度分量的運動矢量所代表的位移僅為色度分量取样點間距離的1/8。如此精細的預測精度,比整數精度可使碼率降低20%以上。
(3)多參考幀
  H.264支持多參考幀预測,即可以有多於一个(最多5個)在當前幀之前的解碼幀作為參考幀,產生對當前幀的預測。這適用於視頻序列中含有周期性運动的情況。這種技術,可以改善运動估計的性能,提高H.264解碼器的錯誤恢復能力;但它也增加了緩存的容量,加大了編解碼器的复雜性。與只使用一個參考幀相比,使用5個參考幀可以使碼率降低5~10%。
(4)去塊效應濾波器
  它的作用是消除經反量化和反變換後重建圖像中由於預測誤差產生的塊效應,即消除塊邊緣處的象素值跳變,從而改善圖像的主觀質量,並減小預测誤差。H.264中的去塊效應濾波器還可以根據圖像內容做出判斷,只對由於塊效應產生的象素值跳變进行平滑,而對圖像中物體邊缘處的象素值不連續给予保留,以免造成邊緣模糊。與以往的去塊效應濾波器同的是,經過濾波後的圖像將根據需要放在緩存中用於幀间預測,而不是僅僅在输出重建圖像時用來改善主觀質量。對於幀內預測,使用的是未經過濾波的重建圖像。
3、整数變換
  H.264對幀內或幀間預測的殘差進行DCT編碼。為了避免舍入誤差造成的編碼器和解碼器之間不匹配的问題,H.264對DCT的定義做了修改,使得變換僅用整數加減法和移位操作即可實現,這樣在不考慮量化影響的情況下,解碼端的輸出可以準確地恢復編碼端的輸入。當然,這樣做的代價是壓縮性能略微下降。此外,該變換是針對4×4塊進行的,這也有助於減小塊效应。
  為了進一步利用圖像的空间相關性,在對色度分量的預測殘差和16×16幀內預測的預測殘差進行上述整數DCT之後,H.264標準還將每個4×4變換系數塊中的DC系數組成2×2或4×4大小的塊,進一步做哈達瑪(Hadamard)變換。
4、熵編碼
  對於Slice層以上的數据,H.264采用Exp-Golomb碼,這是一種沒有自適應能力的VLC。而对於Slice層(含)以下的数據,如果是殘差,H.264有兩种熵編碼方式:基於上下文的自适應變長碼(CAVLC)和基於上下文的自適應二進制算術編碼(CABAC);如果不是殘差,H.264采用Exp-Golomb碼或CABAC編碼,視編碼器的設置而定。
  (1)CAVLC
  VLC的基本思想就是對出現頻率高的符號使用較短的碼字,而對出現頻率低的符号采用較長的碼字。這樣可以使得平均碼長最小。
  在CAVLC中,H.264采用若干VLC碼表,不同的碼表對應不同的概率模型。编碼器能夠根據上下文,如周圍塊的非零系數或系數的絕對值大小,在這些碼表中自動地選擇,盡可能地與當前數據的概率模型匹配,從而實現上下文自适應的功能。
  (2)CABAC
  算術編碼是一種高效的熵編碼方案,其每個符号所對應的碼長被認為是分數。由於对每一個符號的編碼都與以前編碼的結果有關,所以它考虑的是信源符號序列整體的概率特性,而不是單個符號的概率特性,從而能夠更大程度地逼近信源的極限熵,降低碼率。
   H.264中的CABAC實現了繞開算术編碼中無限精度小數的表示問題和對信源符號概率進行估計的問題。在CABAC中,每編碼一個二進制符號,编碼器就會自動調整對信源概率模型(用一個“狀態”来表示)的估計,隨後的二进制符號就在這個新的概率模型基础上進行編碼。這樣的編碼器不需要信源統計特性的先驗知识,而是在編碼過程中自適應地估计。這使得CABAC有更大的靈活性,可以獲得更好的編碼性能—碼率降低大約10%。
5、SP Slice
  SP Slice的主要目的是用於不同碼流的切換,也可用於碼流的隨機訪问、快進/快退和錯誤恢復。这裏指的不同碼流,是指在不同比特率限制下對同一信源進行編碼所產生的碼流。設切換前傳輸碼流中最後一幀為Al,切換後的目標碼流第一幀為B2(假設是P幀),由於B2的參考幀不存在,直接切換顯然會导致嚴重失真,而且這種失真會向後傳遞。簡單的解决方法就是傳輸幀內編碼的B2,但是一般I幀的數據量很大,這種方法會造成傳输碼率陡然增大。根據前面的假设,由於是對同一信源進行編碼,盡管比特率不同,但切換前後的兩帧必然有相當大的相關性,所以编碼器可以將Al作為B2的參考幀,對B2進行幀間預测,預測誤差就是SP Slice,然后通過傳遞SP Slice完成碼流的切換。與常規P帧不同的是,生成SP Slice所進行的預測是在Al和B2的變換域中進行的。SP Slice要求切換後B2的圖像和直接傳送目標碼流時一樣。當然,如果切換的目標是毫不相關的另一碼流,SP Slice就不適用了。
6、靈活的宏块排序
  灵活的宏塊排序(FMO),是指將一幅圖像中的宏塊分成幾個组,分別獨立編碼,某一個組中的宏塊不一定是在常規掃描順序下前後連續,而可能是随機地分散在圖像中各個不同的位置。這樣,在傳輸時,如果發生错誤,某個組中的某些宏塊不能正確解碼時,解碼器仍然可以根據圖像的空間相关性,依靠其周圍正確譯碼的象素,對其進行恢復。
H.264的这些特點使得它的應用場合相當廣泛,包括可視電話(固定或移動)、實時視頻會議系统、視頻監控系統及因特网視頻傳輸、多媒體信息存儲等。
三、小結
最终,DVB-H標準主要解決了基於DVB數據廣播和地面电視標準融合後的兩個问題:它采用的基於時分復用的策略,實現了節省功耗和業務的無縫交互;使用MPE-FEC技术,可提供魯棒性更強的信號,使得在室內低速率移動和室外高速率移動的手持終端(特別是手機)能進行正常的業務訪問。
H.264以其高效的編碼性能可以適用於多種網絡,同時也可滿足多種應用的需求。可以應用在基於電纜、卫星、 調制解調器、 DST 等信道的多種領域;也可應用於視頻數據在光學或磁性設備上的存儲和基於 ISDN 、以太網、 DSL 無線及移動網络的公話服務、視頻流服務、彩信服務等方面。

  未來的移動視頻接收中H.264解決了編碼問題,DVB-H標準解決了视頻流在傳輸中存在的問題,使得從收聽廣播節目、觀看影像檔案到在手機上觀看電視直播,成為一個再自然不過的發展過程。這種體驗對於消費者所帶來的沖擊,絕對會令人難以想象。隨著電信網、計算機網和有线電視網的三網融合趨勢,已經註定这些各具優勢的技術在交叉和互補的運用過程中會誕生出多種多樣的新媒體,而手機將成為多種傳播媒體的載體,將成為一種新兴媒體——多媒體的綜合服務終端。這必將給人們帶来更快、更多的信息獲取方式。

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