图像压缩原理简介之H.261/H.263

　
·图像帧类型为 CCIR 601 CIF（352×288）和 QCIF（176×144），信号色度格式4:2:0。
　·两种帧编码类型：帧内编码 Intraframes(I-frames)和帧间编码 Interframes (P-frames)。　
　·帧内编码的 I-frames主要使用JPEG的技术。
　·帧间编码的 P-frames使用与前一帧（预测帧，predicted frame）的差值进行编码，因此当前帧依赖于前一帧。
　·I-frame可以作为随机读取点。

帧内编码(Intra Frame Coding)
下图显示了帧内编码的流程，和JPEG编码过程基本一致。

　
·宏块(macroblock)为原始图像里16×16像素区域。
　 在4:2:0格式中，一个宏块对应4个亮度块(Y block)，1个Cr块，1个Cb块（Cr block & Cb block，子采样后的色度信号块）
　·对所有DCT系数用常数值进行量化（即，没有JPEG标准里的量化表）
　
帧间编码(Inter-frame (P-frame) Coding)
　·帧间编码的基本思路如下图所示：

上图中：
　·参考图像(reference image)指前面（已编码）的图像。
　·目标图像(target image)指当前要编码的图像
　 在帧间编码中，关键过程称为运动估值(motion estimation)，对于当前目标图像中的某一宏块，在参考图像中寻找与之最相似的宏块(best match)，然后对他们的差值进行和帧内编码类似的编码。
　 这样作的好处是得到的差值矩阵比较小，编码需要的比特量业也比较小。但是这里还要传送最匹配宏块和当前编码宏块之间相对位置的信息，　　　　
这里称为运动向量(motion vector)。
　·两点补充：
　 1.这里用解码后的图像(decoded image)作为参考图像，而不用原始图像。
　 2.一般使用“平均绝对差值”(MAD: Mean Absolute Difference)作为判断最匹配块的标准。也可以使用“均方差”(MSE: Mean Squared Errow)

细节：如何对宏块编码

很多宏块能匹配得很好，传送每个宏块在图像中的地址--> Addr
　·有时找不到合适的匹配，这时传送帧内编码块(INTRA block)--> Type
　·若想调制量化以得到更好的压缩效果，传送量化值-->Quant
　·运动向量-->vector
　·宏块中，某些块匹配很好，其他则较差。这时传送bitmask，用来表示显示哪些块(CBP: Coded Block Pattern)。
　·象JPEG一样，传送各块。(4 Y, 1 Cr, 1 Cb)

H.261比特流结构

·很多宏块能匹配得很好，传送每个宏块在图像中的地址--> Addr
　·有时找不到合适的匹配，这时传送帧内编码块(INTRA block)--> Type
　·若想调制量化以得到更好的压缩效果，传送量化值-->Quant
　·运动向量-->vector
　·宏块中，某些块匹配很好，其他则较差。这时传送bitmask，用来表示显示哪些块(CBP: Coded Block Pattern)。
　·象JPEG一样，传送各块。(4 Y, 1 Cr, 1 Cb)

H.261比特流结构

H.261中的难点问题
1.运动向量搜

当前目标图像中待编码宏块C，其右上角坐标为(x,y)，则该宏块中像素为C(x+k,y+l)
　 参考图像内，右上角坐标(x+i,y+j)的参考宏块R内像素为R(x+i+k,y+j+l)
　 下式求绝对误差平均值(MAE: Mean Absolute Error)：

运动向量搜索的目标就是寻找一个MAE值最小的参考宏块，其对应向量(u,v)为运动向量。
　
　·全搜索(Full Search Method)
　　 1.对参考图像内范围为[-p,p]搜索区域的所有可能宏块进行搜索。