ITU-T H 263 SPANISH-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、 Unin Internacional de TelecomunicacionesUIT-T H.263SECTOR DE NORMALIZACIN DE LAS TELECOMUNICACIONES DE LA UIT (01/2005) SERIE H: SISTEMAS AUDIOVISUALES Y MULTIMEDIOS Infraestructura de los servicios audiovisuales Codificacin de imgenes vdeo en movimiento Codificacin de vdeo para comunicacin a baja

2、velocidad binaria Recomendacin UIT-T H.263 RECOMENDACIONES UIT-T DE LA SERIE H SISTEMAS AUDIOVISUALES Y MULTIMEDIOS CARACTERSTICAS DE LOS SISTEMAS VIDEOTELEFNICOS H.100H.199 INFRAESTRUCTURA DE LOS SERVICIOS AUDIOVISUALES Generalidades H.200H.219 Multiplexacin y sincronizacin en transmisin H.220H.229

3、 Aspectos de los sistemas H.230H.239 Procedimientos de comunicacin H.240H.259 Codificacin de imgenes vdeo en movimiento H.260H.279 Aspectos relacionados con los sistemas H.280H.299 Sistemas y equipos terminales para los servicios audiovisuales H.300H.349 Arquitectura de servicios de directorio para

4、servicios audiovisuales y multimedios H.350H.359 Arquitectura de la calidad de servicio para servicios audiovisuales y multimedios H.360H.369 Servicios suplementarios para multimedios H.450H.499 PROCEDIMIENTOS DE MOVILIDAD Y DE COLABORACIN Visin de conjunto de la movilidad y de la colaboracin, defin

5、iciones, protocolos y procedimientos H.500H.509 Movilidad para los sistemas y servicios multimedios de la serie H H.510H.519 Aplicaciones y servicios de colaboracin en mviles multimedios H.520H.529 Seguridad para los sistemas y servicios mviles multimedios H.530H.539 Seguridad para las aplicaciones

6、y los servicios de colaboracin en mviles multimedios H.540H.549 Procedimientos de interfuncionamiento de la movilidad H.550H.559 Procedimientos de interfuncionamiento de colaboracin en mviles multimedios H.560H.569 SERVICIOS DE BANDA ANCHA Y DE TRADA MULTIMEDIOS Servicios multimedios de banda ancha

7、sobre VDSL H.610H.619 Para ms informacin, vase la Lista de Recomendaciones del UIT-T. Rec. UIT-T H.263 (01/2005) i Recomendacin UIT-T H.263 Codificacin de vdeo para comunicacin a baja velocidad binaria Resumen Esta Recomendacin especifica una representacin codificada, que se puede usar para comprimi

8、r el componente de imagen en movimiento de los servicios audiovisuales a velocidades binarias bajas. La configuracin bsica del algoritmo de codificacin de fuente vdeo se basa en la Rec. UIT-T H.261, y es un hbrido de la prediccin entre imgenes que utiliza la redundancia temporal y la codificacin con

9、 transformada de la seal restante para reducir la redundancia espacial. El codificador de fuente puede funcionar con cinco formatos de fuente de vdeo normalizados: sub-cuarto de CIF, cuarto de CIF, CIF, 4 veces CIF y 16 veces CIF, y puede funcionar tambin utilizando una amplia gama de formatos de vd

10、eo personalizados. El decodificador tiene capacidad de compensacin de movimiento, lo que permite la incorporacin opcional de esta tcnica en el codificador. En la compensacin de movimiento se utiliza la precisin de mitad de pxel, mientras que en la Rec. UIT-T H.261 se utiliza la precisin de pxel ente

11、ro y un filtro de bucle. Se emplea la codificacin de longitud variable para la transmisin de los smbolos. Adems del algoritmo de codificacin de fuente de vdeo bsico, se incluyen dieciocho opciones de codificacin negociables para mejorar el funcionamiento de la compresin y el soporte de capacidades a

12、dicionales. Se puede incluir tambin informacin suplementaria adicional en le tren de bits para mejorar la capacidad de visualizacin de imgenes y para uso externo. En esta tercera edicin de la Rec. UIT-T H.263 se incorporan los anexos U, V, W y X que fueron aprobados y publicados de manera separada,

13、y se hacen algunas correcciones y aclaraciones: Correccin de la figura 8. Aclaracin en el cuadro 1 relacionada con el cuadro de BPPmaxKb y el relleno de imagen. Aclaracin en la clusula 5.3.2 relacionada con el relleno de macrobloques antes de un cdigo de comienzo. Aclaracin relacionada con la intera

14、ccin entre el anexo J/H.263 y el error por redondeo de la IDCT. Aclaracin en el anexo N relacionada con el anlisis sintctico del campo GN/MBA en el BCM. Aclaracin en el anexo O relacionada con MB de prediccin bi-dir directa y la extrapolacin de la imagen. Aclaracin acerca del empleo de imgenes B con

15、 imgenes de referencia intra en el anexo O. Aclaracin acerca de la utilizacin del anexo P junto con el anexo N. Correccin de la figura U.7 en el anexo U. Orgenes La Recomendacin UIT-T H.263 fue aprobada el 13 de enero de 2005 por la Comisin de Estudio 16 (2005-2008) del UIT-T por el procedimiento de

16、 la Recomendacin UIT-T A.8. ii Rec. UIT-T H.263 (01/2005) PREFACIO La UIT (Unin Internacional de Telecomunicaciones) es el organismo especializado de las Naciones Unidas en el campo de las telecomunicaciones. El UIT-T (Sector de Normalizacin de las Telecomunicaciones de la UIT) es un rgano permanent

17、e de la UIT. Este rgano estudia los aspectos tcnicos, de explotacin y tarifarios y publica Recomendaciones sobre los mismos, con miras a la normalizacin de las telecomunica-ciones en el plano mundial. La Asamblea Mundial de Normalizacin de las Telecomunicaciones (AMNT), que se celebra cada cuatro ao

18、s, establece los temas que han de estudiar las Comisiones de Estudio del UIT-T, que a su vez producen Recomendaciones sobre dichos temas. La aprobacin de Recomendaciones por los Miembros del UIT-T es el objeto del procedimiento establecido en la Resolucin 1 de la AMNT. En ciertos sectores de la tecn

19、ologa de la informacin que corresponden a la esfera de competencia del UIT-T, se preparan las normas necesarias en colaboracin con la ISO y la CEI. NOTA En esta Recomendacin, la expresin “Administracin“ se utiliza para designar, en forma abreviada, tanto una administracin de telecomunicaciones como

20、una empresa de explotacin reconocida de telecomunicaciones. La observancia de esta Recomendacin es voluntaria. Ahora bien, la Recomendacin puede contener ciertas disposiciones obligatorias (para asegurar, por ejemplo, la aplicabilidad o la interoperabilidad), por lo que la observancia se consigue co

21、n el cumplimiento exacto y puntual de todas las disposiciones obligatorias. La obligatoriedad de un elemento preceptivo o requisito se expresa mediante las frases “tener que, haber de, hay que + infinitivo“ o el verbo principal en tiempo futuro simple de mandato, en modo afirmativo o negativo. El he

22、cho de que se utilice esta formulacin no entraa que la observancia se imponga a ninguna de las partes. PROPIEDAD INTELECTUAL La UIT seala a la atencin la posibilidad de que la utilizacin o aplicacin de la presente Recomendacin suponga el empleo de un derecho de propiedad intelectual reivindicado. La

23、 UIT no adopta ninguna posicin en cuanto a la demostracin, validez o aplicabilidad de los derechos de propiedad intelectual reivindicados, ya sea por los miembros de la UIT o por terceros ajenos al proceso de elaboracin de Recomendaciones. En la fecha de aprobacin de la presente Recomendacin, la UIT

24、 ha recibido notificacin de propiedad intelectual, protegida por patente, que puede ser necesaria para aplicar esta Recomendacin. Sin embargo, debe sealarse a los usuarios que puede que esta informacin no se encuentre totalmente actualizada al respecto, por lo que se les insta encarecidamente a cons

25、ultar la base de datos sobre patentes de la TSB. UIT 2005 Reservados todos los derechos. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirse por ningn procedimiento sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT. Rec. UIT-T H.263 (01/2005) iii NDICE Pgina 1 Alcance . 1 2 Referencias . 1 2.1 Refe

26、rencias normativas 1 2.2 Referencias informativas 1 3 Especificacin breve. 2 3.1 Entrada y salida vdeo 2 3.2 Entrada y salida digital . 2 3.3 Frecuencia de muestreo 2 3.4 Algoritmo de codificacin de fuente 2 3.5 Velocidad binaria 6 3.6 Almacenamiento en tampn. 6 3.7 Simetra de la transmisin 7 3.8 Tr

27、atamiento de los errores 7 3.9 Funcionamiento multipunto 7 4 Codificador de fuente . 7 4.1 Formato de fuente. 7 4.2 Algoritmo de codificacin de fuente de vdeo . 10 4.3 Control de la codificacin 14 4.4 Actualizacin forzada. 14 4.5 Alineacin en byte de los cdigos de comienzo. 14 5 Sintaxis y semntica

28、. 15 5.1 Capa de imagen 23 5.2 Capa de grupo de bloques. 34 5.3 Capa de macrobloque . 35 5.4 Capa de bloque . 43 6 Proceso de decodificacin 47 6.1 Compensacin de movimiento . 47 6.2 Coeficientes de decodificacin. 49 6.3 Reconstruccin de los bloques . 51 Anexo A Especificacin de la exactitud de la tr

29、ansformada inversa 51 Anexo B Decodificador ficticio de referencia 52 Anexo C Consideraciones sobre el funcionamiento multipunto. 54 C.1 Peticin de imagen congelada 54 C.2 Peticin de actualizacin rpida . 54 C.3 Liberacin de imagen congelada 54 C.4 Multipunto de presencia continua (CPM) y mltiplex de

30、 vdeo 54 iv Rec. UIT-T H.263 (01/2005) Page Anexo D Modo vector de movimiento sin restriccin 57 D.1 Vectores de movimiento en fronteras de imagen . 57 D.2 Ampliacin de la gama de vectores de movimiento. 58 Anexo E Modo codificacin aritmtica basada en sintaxis 60 E.1 Introduccin 60 E.2 Especificacin

31、del codificador SAC. 61 E.3 Especificacin del decodificador SAC. 62 E.4 Sintaxis . 62 E.5 PSC_FIFO 63 E.6 Smbolos de la capa de encabezamiento 63 E.7 Smbolos de capa de macrobloque y bloque 64 E.8 Modelos SAC . 65 Anexo F Modo prediccin avanzada 68 F.1 Introduccin 68 F.2 Cuatro vectores de movimient

32、o por macrobloque 68 F.3 Compensacin de movimiento para bloques de luminancia superpuestos. 69 Anexo G Modo tramas PB 72 G.1 Introduccin 72 G.2 Tramas PB y bloques INTRA. 73 G.3 Capa de bloque . 73 G.4 Clculo de los vectores de imagen B y con trama PB 73 G.5 Prediccin de un bloque B en una trama PB

33、74 Anexo H Correccin de errores hacia adelante para seales de vdeo codificadas 76 H.1 Introduccin 76 H.2 Alineacin de trama para la correccin de errores . 76 H.3 Cdigo de correccin de errores. 76 H.4 Plazo de reenganche para la alineacin de trama del corrector de errores. 76 Anexo I Modo codificacin

34、 INTRA avanzada . 77 I.1 Introduccin 77 I.2 Sintaxis . 78 I.3 Proceso de decodificacin 78 Anexo J Modo filtro de desbloqueo 86 J.1 Introduccin 86 J.2 Relacin con los modos vector de movimiento sin restriccin (UMV) y prediccin avanzada (AP) (anexos D y F) 86 J.3 Definicin de filtro de borde de desblo

35、queo 87 Anexo K Modo estructura en rebanada. 90 K.1 Introduccin 90 K.2 Estructura de la capa de rebanada 91 Rec. UIT-T H.263 (01/2005) v Page Anexo L Especificacin de la informacin sobre mejoras suplementarias 94 L.1 Introduccin 94 L.2 Formato PSUPP 95 L.3 No hacer nada. 95 L.4 Peticin de congelacin

36、 de toda la imagen. 95 L.5 Peticin de congelacin de parte de la imagen. 96 L.6 Peticin de congelacin y redimensionamiento de parte de la imagen 96 L.7 Peticin de liberacin de la parte de la imagen congelada. 97 L.8 Rtulo de la instantnea de toda la imagen 97 L.9 Rtulo de la instantnea de parte de la

37、 imagen 97 L.10 Rtulo de comienzo de segmento de tiempo de vdeo . 97 L.11 Rtulo de terminacin de segmento de tiempo de vdeo 97 L.12 Rtulo de comienzo de segmento de refinamiento progresivo 98 L.13 Rtulo de terminacin de segmento de refinamiento progresivo. 98 L.14 Informacin de referencia de cromici

38、dad. 98 L.15 Tipo de funcin ampliada. 101 Anexo M Modo tramas PB mejoradas 101 M.1 Introduccin 101 M.2 Modos de prediccin del macrobloque BPB101 M.3 Clculo de vectores para la prediccin bidireccional de un macrobloque B 102 M.4 Cuadro MODB . 102 Anexo N Modo seleccin de la imagen de referencia 103 N

39、.1 Introduccin 103 N.2 Algoritmo de codificacin de fuente vdeo 104 N.3 Canal para mensajes de canal de retorno 105 N.4 Sintaxis . 105 N.5 Proceso del decodificador. 109 Anexo O Modo escalabilidad temporal, SNR y espacial 109 O.1 Visin general. 109 O.2 Orden de transmisin de las imgenes . 113 O.3 Sin

40、taxis de la capa de imagen. 115 O.4 Sintaxis de la capa de macrobloque 116 O.5 Decodificacin de vector de movimiento. 120 O.6 Filtros de interpolacin. 120 Anexo P Repeticin de muestreo de la imagen de referencia. 123 P.1 Introduccin 123 P.2 Sintaxis . 126 P.3 Algoritmo de repeticin de muestreo . 128

41、 P.4 Ejemplo de implementacin. 132 vi Rec. UIT-T H.263 (01/2005) Page P.5 Repeticin de muestreo con factor de 4 . 134 Anexo Q Modo actualizacin de resolucin reducida 137 Q.1 Introduccin 137 Q.2 Procedimiento de decodificacin . 138 Q.3 Ampliacin de la imagen referenciada . 141 Q.4 Reconstruccin de ve

42、ctores de movimiento . 142 Q.5 Compensacin de movimiento con superposicin ampliada para luminancia 144 Q.6 Muestreo a velocidad superior del error de prediccin reconstruido de resolucin reducida. 146 Q.7 Filtro de frontera de bloque 149 Anexo R Modo decodificacin de segmento independiente. 151 R.1 I

43、ntroduccin 151 R.2 Funcionamiento del modo 151 R.3 Constricciones a la utilizacin 152 Anexo S Modo cdigos de longitud variable (VLC) INTER alternativos 153 S.1 Introduccin 153 S.2 Cdigos de longitud variable (VLC) INTER alternativos para coeficientes 153 S.3 Cdigos de longitud variable (VLC) INTRA a

44、lternativos para CBPY 154 Anexo T Modo cuantificacin modificada . 154 T.1 Introduccin 154 T.2 Autorizacin de DQUANT modificado . 154 T.3 Tamao de paso de cuantificacin alterado para coeficientes de crominancia 155 T.4 Gama de coeficientes modificados. 156 T.5 Restricciones de utilizacin 156 Anexo U

45、Modo de seleccin mejorada de imagen de referencia 157 U.1 Introduccin 157 U.2 Algoritmo de codificacin de fuente de vdeo . 158 U.3 Sintaxis del canal hacia adelante 160 U.4 Proceso de decodificacin 179 U.5 Mensajes en el canal de retorno 185 Anexo V Modo rebanada particionada de datos . 189 V.1 Intr

46、oduccin 189 V.2 Estructura de la particin de datos 189 V.3 Interaccin con otros modos opcionales. 192 Anexo W Especificacin de informacin adicional de mejora suplementaria . 196 W.1 Introduccin 196 W.2 Referencias . 196 W.3 Valores adicionales de FTYPE. 196 Rec. UIT-T H.263 (01/2005) vii Page W.4 Nm

47、ero mximo recomendado de octetos PSUPP 197 W.5 IDCT de punto fijo . 197 W.6 Mensaje de imagen. 207 Anexo X Definicin de perfiles y niveles. 212 X.1 Alcance. 212 X.2 Perfiles de soporte del modo preferido. 212 X.3 Formatos de imagen y frecuencias de reloj de imagen. 217 X.4 Niveles de la capacidad de

48、 rendimiento . 218 X.5 Definiciones de capacidad genrica para uso con la Rec. UIT-T H.245 223 Apndice I Seguimiento de errores. 227 I.1 Introduccin 227 I.2 Seguimientos de errores . 227 Apndice II Mejora opcional recomendada 228 Rec. UIT-T H.263 (01/2005) 1 Recomendacin UIT-T H.263 Codificacin de vdeo para comunicacin a baja velocidad binaria 1 Alcance Esta Recomendacin especifica una representacin codificada que se puede usar para comprimir el componente de imagen en movimiento de los servicios audiovisuales a veloc