ITU-T H 263 FRENCH-2005 Video coding for low bit rate communication《低比特率通信的视频编码 16号研究组》.pdf

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1、 Union internationale des tlcommunicationsUIT-T H.263SECTEUR DE LA NORMALISATION DES TLCOMMUNICATIONS DE LUIT (01/2005) SRIE H: SYSTMES AUDIOVISUELS ET MULTIMDIAS Infrastructure des services audiovisuels Codage des images vido animes Codage vido pour communications faible dbit Recommandation UIT-T H

2、.263 RECOMMANDATIONS UIT-T DE LA SRIE H SYSTMES AUDIOVISUELS ET MULTIMDIAS CARACTRISTIQUES DES SYSTMES VISIOPHONIQUES H.100H.199 INFRASTRUCTURE DES SERVICES AUDIOVISUELS Gnralits H.200H.219 Multiplexage et synchronisation en transmission H.220H.229 Aspects systme H.230H.239 Procdures de communicatio

3、n H.240H.259 Codage des images vido animes H.260H.279 Aspects lis aux systmes H.280H.299 Systmes et quipements terminaux pour les services audiovisuels H.300H.349 Architecture des services dannuaire pour les services audiovisuels et multimdias H.350H.359 Architecture de la qualit de service pour les

4、 services audiovisuels et multimdias H.360H.369 Services complmentaires en multimdia H.450H.499 PROCDURES DE MOBILIT ET DE COLLABORATION Aperu gnral de la mobilit et de la collaboration, dfinitions, protocoles et procdures H.500H.509 Mobilit pour les systmes et services multimdias de la srie H H.510

5、H.519 Applications et services de collaboration multimdia mobile H.520H.529 Scurit pour les systmes et services multimdias mobiles H.530H.539 Scurit pour les applications et services de collaboration multimdia mobile H.540H.549 Procdures dinterfonctionnement de la mobilit H.550H.559 Procdures dinter

6、fonctionnement de collaboration multimdia mobile H.560H.569 SERVICES LARGE BANDE ET MULTIMDIAS TRI-SERVICES Services multimdias large bande sur VDSL H.610H.619 Pour plus de dtails, voir la Liste des Recommandations de lUIT-T. Rec. UIT-T H.263 (01/2005) i Recommandation UIT-T H.263 Codage vido pour c

7、ommunications faible dbit Rsum La prsente Recommandation spcifie une reprsentation code que lon peut utiliser pour comprimer la composante dimages animes de services audiovisuels transmis faible dbit. La configuration de base de lalgorithme de source vido sappuie sur la Rec. H.261; elle repose conjo

8、intement sur la prdiction interimage afin dutiliser la redondance temporelle et sur le codage par transforme du signal restant afin de rduire la redondance spatiale. Le codeur de la source peut traiter cinq formats de source vido normaliss: sub-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF et 16CIF, ainsi quune large gamme

9、 de formats vido personnaliss. Le dcodeur est dot de la capacit de compensation de mouvement, ce qui permet, le cas chant, dincorporer cette technique au codeur. La compensation de mouvement utilise une prcision dun demi-pixel, contrairement la Rec. H.261 qui utilise une prcision dun pixel entier ai

10、nsi quun filtre en boucle. La transmission des symboles utilise un codage de longueur variable. Outre lalgorithme de base pour le codage de la source vido, la prsente Recommandation dcrit dix-huit options de codage ngociables, destines amliorer les performances en matire de compression et prendre en

11、 charge des capacits additionnelles. Des informations complmentaires additionnelles peuvent aussi tre incluses dans le flux binaire, afin de permettre une capacit daffichage amliore et aussi une utilisation externe. La troisime dition de la Rec. H.263 intgre les Annexes U, V, W et X, qui taient aupa

12、ravant approuves et publies sparment, moyennant un certain nombre de corrections et de prcisions: correction de la Figure 8; prcision du Tableau 1 concernant le paramtre BPPmaxKb et le remplissage dimage; prcision du 5.3.2 concernant le bourrage de macroblocs prcdant un code de dclenchement; prcisio

13、n concernant linteraction entre lAnnexe J et lerreur darrondissement de la transforme inverse IDCT; prcision de lAnnexe N concernant lanalysabilit du champ GN/MBA dans un message BCM; prcision de lAnnexe O concernant les macroblocs codage prdictif bidirectionnel direct et lextrapolation de limage; p

14、rcision concernant lutilisation des images B avec des images de rfrence INTRA dans lAnnexe O; prcision concernant lutilisation de lAnnexe P avec lAnnexe N; correction de la Figure U.7 dans lAnnexe U. Source La Recommandation UIT-T H.263 a t approuve le 13 janvier 2005 par la Commission dtudes 16 (20

15、05-2008) de lUIT-T selon la procdure dfinie dans la Recommandation UIT-T A.8. ii Rec. UIT-T H.263 (01/2005) AVANT-PROPOS LUIT (Union internationale des tlcommunications) est une institution spcialise des Nations Unies dans le domaine des tlcommunications. LUIT-T (Secteur de la normalisation des tlco

16、mmunications) est un organe permanent de lUIT. Il est charg de ltude des questions techniques, dexploitation et de tarification, et met ce sujet des Recommandations en vue de la normalisation des tlcommunications lchelle mondiale. LAssemble mondiale de normalisation des tlcommunications (AMNT), qui

17、se runit tous les quatre ans, dtermine les thmes dtude traiter par les Commissions dtudes de lUIT-T, lesquelles laborent en retour des Recommandations sur ces thmes. Lapprobation des Recommandations par les Membres de lUIT-T seffectue selon la procdure dfinie dans la Rsolution 1 de lAMNT. Dans certa

18、ins secteurs des technologies de linformation qui correspondent la sphre de comptence de lUIT-T, les normes ncessaires se prparent en collaboration avec lISO et la CEI. NOTE Dans la prsente Recommandation, lexpression “Administration“ est utilise pour dsigner de faon abrge aussi bien une administrat

19、ion de tlcommunications quune exploitation reconnue. Le respect de cette Recommandation se fait titre volontaire. Cependant, il se peut que la Recommandation contienne certaines dispositions obligatoires (pour assurer, par exemple, linteroprabilit et lapplicabilit) et considre que la Recommandation

20、est respecte lorsque toutes ces dispositions sont observes. Le futur dobligation et les autres moyens dexpression de lobligation comme le verbe “devoir“ ainsi que leurs formes ngatives servent noncer des prescriptions. Lutilisation de ces formes ne signifie pas quil est obligatoire de respecter la R

21、ecommandation. DROITS DE PROPRIT INTELLECTUELLE LUIT attire lattention sur la possibilit que lapplication ou la mise en uvre de la prsente Recommandation puisse donner lieu lutilisation dun droit de proprit intellectuelle. LUIT ne prend pas position en ce qui concerne lexistence, la validit ou lappl

22、icabilit des droits de proprit intellectuelle, quils soient revendiqus par un Membre de lUIT ou par une tierce partie trangre la procdure dlaboration des Recommandations. A la date dapprobation de la prsente Recommandation, lUIT avait t avise de lexistence dune proprit intellectuelle protge par des

23、brevets acqurir pour mettre en uvre la prsente Recommandation. Toutefois, comme il ne sagit peut-tre pas de renseignements les plus rcents, il est vivement recommand aux responsables de la mise en uvre de consulter la base de donnes des brevets du TSB. UIT 2005 Tous droits rservs. Aucune partie de c

24、ette publication ne peut tre reproduite, par quelque procd que ce soit, sans laccord crit pralable de lUIT. Rec. UIT-T H.263 (01/2005) iii TABLE DES MATIRES Page 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences. 1 2.1 Rfrences normatives 1 2.2 Rfrences informatives . 1 3 Brve spcification . 2 3.1 Entre et sortie

25、 vido 2 3.2 Sortie et entre numrique 2 3.3 Frquence dchantillonnage 2 3.4 Algorithme de codage de la source 3 3.5 Dbit . 6 3.6 Stockage temporaire des donnes. 6 3.7 Symtrie de transmission 7 3.8 Traitement des erreurs 7 3.9 Fonctionnement multipoint 7 4 Codeur de source 7 4.1 Format de la source 7 4

26、.2 Algorithme de codage de la source vido. 10 4.3 Contrle du codage. 14 4.4 Rafrachissement forc . 15 4.5 Alignement des codes de dclenchement par les octets . 15 5 Syntaxe et smantique 15 5.1 Couche des images . 24 5.2 Couche des groupes de blocs 35 5.3 Couche des macroblocs 37 5.4 Couche des blocs

27、 44 6 Processus de dcodage 48 6.1 Compensation de mouvement 48 6.2 Dcodage des coefficients 50 6.3 Reconstruction des blocs 51 Annexe A Spcification de la prcision de la transforme inverse. 52 Annexe B Dcodeur fictif de rfrence. 53 Annexe C Considrations relatives aux communications multipoints 55 C

28、.1 Demande de gel dimage. 55 C.2 Demande de rafrachissement rapide 55 C.3 Fin de gel dimage. 55 C.4 Communication multipoint prsence continue et multiplex vido (CPM, continuous presence multipoint and video multiplexing) . 56 iv Rec. UIT-T H.263 (01/2005) Page Annexe D Mode de codage par vecteurs ci

29、ntiques non restreints. 58 D.1 Vecteurs cintiques pointant hors des limites dimage. 58 D.2 Extension de la gamme des vecteurs cintiques. 59 Annexe E Mode de codage arithmtique syntaxique (SAC) 61 E.1 Introduction 61 E.2 Spcification du codeur en mode SAC. 62 E.3 Spcification du dcodeur en mode SAC.

30、63 E.4 Syntaxe . 63 E.5 Registre PSC_FIFO 64 E.6 Symboles de la couche des en-ttes 64 E.7 Symboles des couches des macroblocs et des blocs. 65 E.8 Modles de codage SAC 66 Annexe F Mode de prdiction avanc. 69 F.1 Introduction 69 F.2 Quatre vecteurs cintiques par macrobloc 69 F.3 Compensation de mouve

31、ment par superposition pour la luminance 70 Annexe G Mode de codage par trames PB . 73 G.1 Introduction 73 G.2 Trames PB et blocs INTRA 74 G.3 Couche des blocs 74 G.4 Calcul des vecteurs pour limage B dans une trame PB . 74 G.5 Prdiction dun bloc de type B dans une trame PB. 75 Annexe H Correction d

32、erreur sans voie de retour pour signal vido cod 77 H.1 Introduction 77 H.2 Verrouillage de trames de correction derreur 77 H.3 Code de correction derreur 77 H.4 Temps de rtablissement pour le verrouillage de trames de correction derreur 77 Annexe I Mode de codage INTRA avanc . 78 I.1 Introduction 78

33、 I.2 Syntaxe . 79 I.3 Processus de dcodage . 79 Annexe J Mode avec filtre de dgroupage 85 J.1 Introduction 85 J.2 Relation avec les modes UMV et AP (Annexes D et F) 86 J.3 Dfinition du filtre de limite de dgroupage 87 Annexe K Mode structur par tranches. 90 K.1 Introduction 90 Rec. UIT-T H.263 (01/2

34、005) v Page K.2 Structure de la couche des tranches 91 Annexe L Spcification dinformation damlioration complmentaire . 94 L.1 Introduction 94 L.2 Format de PSUPP. 94 L.3 Ne rien faire 95 L.4 Demande de gel dimage complte. 95 L.5 Demande de gel dimage partielle. 96 L.6 Demande de gel dimage partielle

35、 avec redimensionnement 96 L.7 Demande de fin de gel dimage partielle 97 L.8 Etiquette dinstantan dimage complte. 97 L.9 Etiquette dinstantan dimage partielle 97 L.10 Etiquette de dclenchement de segment de temps vido 97 L.11 Etiquette de fin de segment de temps vido . 97 L.12 Etiquette de dclenchem

36、ent de segment de raffinement progressif . 97 L.13 Etiquette de fin de segment de raffinement progressif. 98 L.14 Information dincrustation 98 L.15 Type de fonction tendue . 100 Annexe M Mode de codage par trames PB amlior 101 M.1 Introduction 101 M.2 Modes de prdiction par macroblocs BPB. 101 M.3 C

37、alcul des vecteurs pour la prdiction bidirectionnelle du macrobloc B. 102 M.4 Tableau MODB 102 Annexe N Mode de slection de limage de rfrence 103 N.1 Introduction 103 N.2 Algorithme de codage de source vido 103 N.3 Canal pour les messages transmis par canal de retour . 104 N.4 Syntaxe . 105 N.5 Proc

38、essus de dcodage . 109 Annexe O Mode dchelonnabilit temporelle, SNR et spatiale. 110 O.1 Aperu gnral 110 O.2 Ordre de transmission des images 114 O.3 Syntaxe de la couche des images 116 O.4 Syntaxe de la couche des macroblocs 117 O.5 Dcodage des vecteurs cintiques 121 O.6 Filtres dinterpolation 121

39、Annexe P Rchantillonnage dimage de rfrence 124 P.1 Introduction 124 P.2 Syntaxe . 127 P.3 Algorithme de rchantillonnage . 129 vi Rec. UIT-T H.263 (01/2005) Page P.4 Exemple dimplmentation . 132 P.5 Rchantillonnage de facteur quatre 135 Annexe Q Mode de rafrachissement rsolution rduite 138 Q.1 Introd

40、uction 138 Q.2 Procdure de dcodage. 139 Q.3 Extension de limage de rfrence 142 Q.4 Reconstruction des vecteurs cintiques 143 Q.5 Matrices agrandies de compensation de mouvement par superposition de blocs pour la luminance 145 Q.6 Surchantillonnage du bloc derreur de prdiction reconstruite rsolution

41、rduite 147 Q.7 Filtre de limite de bloc 150 Annexe R Mode de dcodage par segments indpendants . 152 R.1 Introduction 152 R.2 Fonctionnement du mode . 152 R.3 Contraintes imposes lutilisation du mode . 153 Annexe S Autre mode INTER VLC . 154 S.1 Introduction 154 S.2 Autre mode INTER VLC pour les coef

42、ficients 154 S.3 Autre mode INTER VLC pour CBPY 155 Annexe T Mode de quantification modifi. 155 T.1 Introduction 155 T.2 Mise jour modifie de DQUANT 155 T.3 Valeur modifie de lchelon de quantification pour les coefficients de chrominance . 156 T.4 Gamme modifie des valeurs de coefficient 157 T.5 Res

43、trictions dutilisation . 158 Annexe U Mode de slection amliore dimage de rfrence . 158 U.1 Introduction 158 U.2 Algorithme de codage de la source vido. 159 U.3 Syntaxe de canal aller. 161 U.4 Processus du dcodeur 179 U.5 Messages sur canal retour. 184 Annexe V Mode tranche partitionnement des donnes

44、 189 V.1 Domaine dapplication 189 V.2 Structure du partitionnement des donnes 189 V.3 Interaction avec dautres modes facultatifs. 192 Annexe W Informations complmentaires damlioration additionnelles 196 W.1 Domaine dapplication 196 W.2 Rfrences 196 Rec. UIT-T H.263 (01/2005) vii Page W.3 Valeurs FTY

45、PE additionnelles. 196 W.4 Nombre maximal recommand doctets PSUPP. 197 W.5 Transformation IDCT virgule fixe. 197 W.6 Message dimage. 206 Annexe X Dfinition des profils et des niveaux . 212 X.1 Domaine dapplication 212 X.2 Profils de prise en charge de mode prfr 212 X.3 Formats dimage et frquences de

46、 base dimage. 217 X.4 Niveaux de performance possibles. 217 X.5 Dfinitions de capacit gnriques destines tre utilises avec la Rec. UIT-T H.245. 223 Appendice I Dpistage derreurs . 227 I.1 Introduction 227 I.2 Dpistage derreurs . 227 Appendice II Amlioration facultative recommande 228 Rec. UIT-T H.263

47、 (01/2005) 1 Recommandation UIT-T H.263 Codage vido pour communications faible dbit 1 Domaine dapplication La prsente Recommandation spcifie une reprsentation code qui peut tre utilise pour comprimer les composantes dimages animes de services audiovisuels faibles dbits. La configuration de base de lalgorithme de codage de source vido est fonde sur la Rec. UIT-T H.261. Dix-huit options de codage ngociables sont prsentes afin damliorer les performances et daugmenter la fonctionnalit. La prsente Recommandation contient la Version 2 de la R