H．261视听通信编码、解码标准

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第962页（1786字）

国际电报电话咨询委员会于1988年针对可视通信的需要，提出电视电话／会议电视H．261建议，即P×64Kbps视频编码／解码标准，并于1990获得批准。标准中P是一个可变参数，取值为1～30。P=1或2时，仅能支持桌面上的面对面直观通信(即64Kbps或128Kbps)；当P≥6时，支持通用中间格式每秒帧数较高活动图像的电视会议。由于位率的提高，复杂的画面能传送出去，画面质量也得到改善。

P×64Kbps视频编码压缩算法，是采用混合编码方案，即基于DCT的离散余弦变换编码方法和带有运动预测的差分脉冲编码调制(DPCM)编码方法的混合。P×64Kbps标准的压缩算法与上节所述的MPEG压缩算法有许多共同之处，只是传输速率P×64Kbps覆盖较度的信息道频带(当P取值不同时即速率不同)，而MPEG是基于较窄的频带上传输。

1．P×64视频压缩编码算法

P×64Kbps视频压缩编码方案，包括信源编码和统计编码(熵编码)两部分。信源编码采用有失真编码方法，又分为帧内编码和帧间编码两种情况。

帧内编码算法，一般采用单一性的基于DCT的8×8块变换编码方法。8×8块的DCT系数经线性量化，经视频多路编码器进入缓冲器，通过掌握缓冲器的空、满度，改变量化器的步长来调节视频信息比特流，与信道传输速率匹配。帧内编码的结果，送到视频多路编码器，经解码后重建图像存入缓冲区以备帧间编码时使用。

帧间编码采用混合编码方法可减少时域的冗余信息。DPCM编码方法是对当前宏块与该宏块的预测值的误差进行编码。当误差大于某个确定的阈值时，对这些误差进行DCT变换、量化处理，然后和运动矢里信息一起传送到视频多路编码器，必要时可使用循环滤波器，滤掉高频噪音，以改善图像质量。熵编码是利用信号的统计特性来减少比特率。熵编码的具体编码过程在JPEG、MPEG算法中已提到过，这里不再赘述。

2．视频数据结构

P×64Kbps视频编码标准中一个重要的任务是定义一个视频数据结构，以保证解码器对接受到的比特流(位流)进行无二义性的正确解码。在P×64算法中，CCITT视频编码格式(Quarter Common Intermediate Format即QCIF)的一帧图像，以四个层次数据结构来表示如下：

(1)图像层——包含图像头和三个数据块；

(2)块组层——每个块组包含块组头和3×11个宏块；

(3)宏块层——包含宏块头和4个8×8亮度块和两个8×8色度块；

(4)块层——含有块的DCT系数，其后是一个定长码EOB，以标志块结束，DCT系数利用二维VLC编码。

3．图像质量的比较

H．261标准视频编码算法包括的位率(比特率)范围相当大，适合各种各样实时视觉应用。如果使用的位率不同(P不同)，则运动效果和图像质量也不同。通过比较可以看出，当位率提高时，画面质量就改善。

为了提供普遍适用的P×64Kbps视听设备，需要有如下四种因素做保证；

(1)全球范围的ISDN；

(2)先进的视频压缩技术；

(3)低成本VLSI技术；

(4)国际化视频编码标准。

随着上述四个条件逐步可行，在ISDN上的可视电话将会很快成为现实。