YD/T 822-1996
基本信息
标准号:
YD/T 822-1996
中文名称:P×64Kbit/s会议电视编码方式
标准类别:通信行业标准(YD)
标准状态:现行
发布日期:1996-03-12
实施日期:1996-08-01
出版语种:简体中文
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下载大小:691740
标准分类号
中标分类号:通信、广播>>通信设备>>M38数字通信设备
关联标准
采标情况:ITU-T H.261 NEQ
出版信息
出版社:人民邮电出版社
书号:155066.2-10816
页数:22页
标准价格:10.0 元
出版日期:1996-08-01
相关单位信息
起草人:张汲和
起草单位:邮电部第五研究所
归口单位:邮电部电信科学研究规划院
提出单位:邮电部电信科学研究规划院
发布部门:中华人民共和国邮电部
标准简介
本标准规定了64kbit/s~1920kbit/s会议电视的一种视频编解码方式。本标准适用于速率为pX64kbit/s(p = 1~30) 的国际国内会议电视等声象业务,也叮通过2C418kbit/s系列数字电路开放会议电视业务。 YD/T 822-1996 P×64Kbit/s会议电视编码方式 YD/T822-1996 标准下载解压密码:www.bzxz.net
标准内容
YD/T 822---1996
本标准参照采用国际电信联盟ITU-T的建议H.261编制而成。本标准与ITU.T的H.200系列其他建议,或与这些建议对应的国标或行标配合使用,为会议电视的研制和生产,设备选型与设备进网检测等提供技术依据。
本标准除范围和引用标准外,主要包含总技术要求、源编码器、视频复用编码器以及传输编码器等4章。
本标准的附录 A、附录B、附录C和附录D均为标准的附录。本标准由邮电部电信科学研究规划院提出并归口。本标准由邮电部第五研究所负责起草。本标准主要起草人:张汲和。
1范围
中华人民共和国通信行业标准
pX64kbit/s会议电视编码方式
本标准规定了64kbit/s~1920kbit/s会议电视的一种视频编解码方式。YD/T 822—1996
本标准适用于速率为p×64kbit/s(p=1~30)的国际国内会议电视等声象业务,也可通过2C48kbit/s系列数字电路开放会议电视业务。2引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方面应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB7610—87音频脉冲编码调制(PCM)ITU-T H.261(1993)
pX64kbit/s声象业务的视频编解码器ITU-T H. 221(1990)
声象业务中64kbit/s~1920kbit/s信道的愤结构ITU-T H. 230(1990)
ITU-T H. 231(1993)
ITU-T H.243(1995)
ITU-T G. 722(1989)
ITU-T G. 728(1992)
ITU-T I. 420(1993)
总技术要求
声象业务中顿同步的控制与指示信号2Mbit/s以内声象系统的多点控制设备用最高为2Mbit/s的数字通道在3个或多个声象终端之间建立通信的方法64kbit/s的7kHz音频编码
使用低时移码激励的线性预测算法的16kbit/s语声编码方法基本用户一网络接口
音频编码应符合GB7610或ITU-T建议G.728和G.722的规定。视频编解码器的方框图示于图1中。中华人民共和国邮电部1996-03-12批准1996-08-01实施
规频信号!
源编码器
源解码器
3.1视频输入和输出
编码控制
YD/T822—1996
视频复用编码器
a)视频编码器
视颊复用解码器
h)视颊解码器
发送缓存
接收缓存
视频编解码器
外部控制
传输编码
传输解码
「编码比特流
源编码器的输入是公共中问格式(CIF)的图像信号。输入和输出电视信号可以是复合的或分量的,模拟的或数字的。
本标准不规烂输人输出信号与中间格式间的转换方法。3.2数字输入与输出
视频编码器输出数字比特流,可以与多种辅助信号(例如ITU-T建议H.221中规定的顿定位信号和比特率分配信号等)相结合;视频解码器则接收数字比特流。3.3抽样频率
图像抽样频率为视频行频的整数倍,与数字网络的时钟异步。3.4信源编码算法
采用帧间预测和对预测结果变换编码两者混合的方法。使用帧间预测是为了压缩其时域亢余量,使用变换编码是为了压缩图像的空域亢余量。解码器具有运补偿的能力,编码器中可以选用这种技术。3.5比特速率
本标准使用的视频比特速率可在40kbit/s和2Mbit/s之间选择。3.6传输的对称性
本编码器可以用于双向或单向的可视通信。3.7误码处理方式
发送比特流中包含BCH(511、493)前向纠错码。解码器是否使用这纠错码是可选的。3.8线路时钟
可以接收外部时钟。
3.9多点应用
本标准的编码器包含支持ITU-T的H.231、H243等建议规定的交换型多点应用所需要的各种性能。
4源编码器
4.1信源格式
信源编码器工作于每秒30000/1001(大约28.97)的非隔行图像。图像顿频的容差为土50ppm84
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图像按-一个亮度分量(Y)和个色差分量(Cr,Cb)进行编码。黑电平·…16
白电平=235
岑色差=128
峰值色差一16和240
这些数值都是标准值,编码算法将对1到254的输入值进行运算。规定两种图像格式
在第一一种格式CIF中,亮度分量抽样结构按正交排列.每行352个象素,每个画面288行,两个色差分量中每个分单的抽样结构也是正交排列,每行176个象素,每个画面144行,色差位置的安排方法是使色差象素块的边缘与亮度象素块的边缘-一致,如图2所示。上述象素所覆盖的画通具有1.3的宽比,相当于本地标准电视输入的有效部分。注:对信源的亮度信号和色差信号分别以6.75MHz和3.375MHz进行抽样,具有效部分与上述舒行象索数致第二种格式.四分之CIF(QCIF),每行象素和每帧行数为上述CIF的半。编解码器必须能以QCIF格式工作。有些编解码器也能I作于CIF格式。编解码器应有办法限制其最大面面速率,至少使发送画面间有0、1、2或3个非发送通而,这个最小数以及CIF和QCIF的选择应通过外部的办法(例如1TU-T建议H.221)进行X
4.2视频信源编码算法
X毫度样本
○色度样本
·一象块边界
图2亮度与色度的位置关系
图3是视频编码器的一般形式。其主要环节是预测,块变换和量化。顿间模式(INTER的预测误差或顿内模式(INTRA)的输入画面被划分成8象素乘8行的象块·这些象块再分成发送和不发送两类。四个亮度块和相应空间的两个色差块形成-一个宏块,如5.2.3中图10所示。
选择模式的准则和判断发送与不发送的准则,本标准不作规定,作为部分编码控制方案可以动态变化。对发送块作变换,并对产生的系数进行量化和变字长编码。4.2.1预测
在通面间进行,并可加入运动补偿(见4.2.2)和空域滤波(见4.2.3)。4.2.2运动补偿
编码器中运动估值是供用户选用的,解码器中每个宏块接收个失量。运动矢情的水平-分量和真分量都是不超过土15的整数值,宏块中的全部四个亮度块都用该宏块的矢量.将宏块矢基的各分最值分别除以2,并去掉小数部分,就得到一色差块的运动久量。85
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运动矢量的水平分量或垂直分量为正值时,表明预测是以空间位置在被预测象素的右边或下边的前帧图像的象素为依据的。
运动矢量的限制条件是它们所指向的全部象素都在编码的画面区域之内。cc
上规刺纹用输码器
T-变换·Q量化,F·环路滤波器;P-图像存储器,带运动补偿的可变时延;CC.编码控制;P.顿内/顿间标志:t--发送/不发送标志;qz--量化器指示;q—变换系数的量化下标;v··运动失量·f--环路滤波器的通/断标志图3视频编码器
4.2.3环路滤波器
预测过程可以使用二维空间滤波器(FIL)予以修正,该滤波器作用于被预测的8×8象块内的各个象素,
这个滤波器可以分解成-~维的水平滤波器和垂直滤波器。这两个-~维滤波器都是系数为1/4,1/2,1/4的非递归结构,在象块边缘,可能会有-个抽头落在象块之外.这时一维滤波器的系数改变成0,1,0,在二维滤波器输出端用四舍五入法取得8比特整数值。滤波器按宏块类型(见5.2.3的MTYPE)对宏块中的全部六个象块接人或断开。4.2.4变换器
发送象块首先经过可分解的8X8二维离散余弦变换处理。反变换输出经限幅后以9比特表示,范围从一256到十255,反变换的变换函数如下式,即f(x,y)=
其中 u.r,y=0,1,2,7
(C(u)C()F(u,u)cos(2r+1)u/16Jcos[(2y+1)u/16)r,=象素域的空间坐标
孔,变换域中的坐标
YD/T 822--1996
本标准对计算变换的运算方法不作规定,但反变换应符合附录A中规定的容差要求。注:在作变换的象快中,r=0和y=0分别代表块中最左边和最上边的象素。4.2.5量化
顿内模式(INTRA)的直流系数只用-个量化器,其他系数的量化器数为31。在同宏块内,除INTRA直流系数外,所有系数都用同一个量化器。对判决电平不作规定。INTRA直流系数是线性量化的变换值,量化的步长的8,无死区。其余31个量化器也都是线性的,但围绕零有中心死区,而步长是2到62的偶数值。
重建电平在5.2.4中规定
注:量化步长较小时,不能代表变换系数的全动态范围。4.2.6重建图象的限幅
为防止变换系数幅度的量化失真,引起编码器环路和解码器环路中的算术溢出,特地安排限幅功能。重建图像是由预测值和经编码过程改动了的预测误差之和形成的。限幅功能加于重建图像。将小于0和大于255的合成象素值分别限定为0和255。4.3编码控制
视频编码数据的产生速率可以通过改变若干参数来予以控制。例如源编码器之前的处理,量化器,象块重要性判决,以及时域子抽样等,这些措施在整个控制对策中所占比重,本标准不作规定。采用时域子抽样时,就丢掉整顿图像。4.4强制更新
这个功能是以强制使用INTRA模式的编码算法来实现的。更新图案不作规定,为了控制反变换失配误差的积累,一宏块最多发送132次就应强制更新。5视频复用编码器
5.1数据结构
除非另有规定,总是首先发送最高有效位,在本标准的码表中,这就是比特1,即最左边的比特。除非另有规定,所有未用和备用的比特都置“1”。5.2视频复用方式
视频复用为一个四层的系列结构,从顶层到底层,这四层是:—图像;
-块组(GOB);
-宏块(MB);
一象块。
视频复用编码器的数据结构示于图4中,其中的缩语在后面各节中给出。5.2.1图像层
每帧图像的数据由顿头和随后的GOB数据构成,其结构如图5所示。丢掉的帧,其帧头也不发。顿开始码(PSC)
20比特
0000000000010000
这是一个20比特的字,其值为0000时域参考(TR)
5比特
个能有32种可能的5比特数,当前发送顿的TR值是前一发送的TR值加1,再加上当前帧与前一发送顿间的非发送顿的帧数,运算结果只取五个最低位。87
图像层
图像层
块组层
YD/T822
GSe GNQuANT
宏块层
宏块层
象块层
象块层
GQUANT
MBA STUFFING
象块层
PSPARE
GSPARE
图1视频复用编码数据结构
块组层
宏块层
象块层
数型信息(PTYPE)6比特
这是关于整顿图像的信息:
比特1
分屏指示,“0”断,“1”通;YD/T 822—1996
PSPAREP
图5图像层帧结构
比特2文件摄像机指示,“0”断,“1”通;比特3冻结图像的释放,“o断,“1”通;比特4信源格式,“0\QCIF,“1\CIF;比特5附录D中规定的可选静像方式HI-RES,“0通,“1\断;比特6备用。
-额外插入信息(PEI)1比特
这个比特为“1”时表示后面跟有下款的备用数据。备用信息(PSPARE)0/8/16-比特PEI
GOB数据
如将PEI置“1”,则其后跟有9比特,其中前8比特为数据(PSPARE)比特,第9比特为另个PEI比特,它指示其后是否还跟有9比特,如此继续下去。在相关标准作出规定之前,编码器不得插入PSPARE。
5.2.2块组层
每帧图像划分成若干个块组(GOB),一个块组包含一顿CIF图像的1/12,或-懒QCIF图像的1/3(见图6),与一块组相关的Y分量有176象素×48行,还有对应空间的Cb和Cr分量各88象素×24行。
图6图像中GOB的安排
每个块组的数据由GOB头与随后的宏块数据组成,这一一结构示于图7中,在两个顿开始码间,将每个GOB头,包括无宏块数据的GOB头,按图6的CIF或QCIF编号顺序,发送次。GBSC
一块组开始码(GBSC)
GQUANT
GSPARE
图7块组层结构
16比特
为16比特字,其值为0000
MB数据
块组号(GN)
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4比特
是一个指示块组位置的4比特数,这几个比特是图6中编号的进制表示,块组号13,14和15留待将来使用。
量化器信息(GQUANT)5比特
为个5比特定长码字,它指示本块组即将使用的量化器,直到由随后的.MQUANT所指示的量化器取代为止。这个码字QUANT值(5.2.4节)的白然一进制表示,为量化步长的半,从1到31。
额外插入信息(GEI)
1比特
这个比特置“1”时表示有下款备用数据存在。备用信息(GSPARE)
0/8/16···比特
若GEI置\1”,则随后的9比特中前8比特为数据(GSPARE),最后1比特为另-·个GEI比特,指示后面是否还跟有另外9比特,等等。除非有新的规定,编码器不得插入GSPARE数据。若GEI为“1\,解码器必须丢掉备用信息GSPARE。5.2.3宏块层
每个GOB分成33个宏块,如图8所示,一个宏块相关的Y分量有16象素×16行,以及对应空间的 Cb和 Cr各自的8象素×8行。4
图8GOB中宏块的排列
宏块的数据由MB头和随后的象块数据构成(见图9),由MTYTE指示MQUANT,MVD及CBP是否存在。
宏块地址(MBA)
MQUANT
图9宏块层数结构
变字长
Block数据
这是个字长可变的码字,用以指示宏块在块组中的位置,发送顺序示于图8中,对GOB中第·个发送宏块,MBA取图8中的绝对地址,对于随后的宏块,MBA是本宏块与前个发送宏块两个绝对地址之差,MBA的码表由表1给出。该表中还有一个额外的码字,用作比特填充,它紧跟在GOB头之后或编码的宏块之后(MBA填充)。解码器应丢掉这个码字。作开始码的VLC(变字长码)也列于这个表中。MBA总是包含在发送的宏块中,,当宏块不包含图象相应部分的信息时,就不发送。类型信息(MTYPE)
变字长
这是一一个变字长码字,用以给出关于本宏块的信息以及出现的是哪些数据元素。宏块类型,包括数据元素与VLC码字,也列于表2中。MTYTE总是包含在发的宏块中。
量化器(MQUANT)
5比特
YD/T 822—1996
仅当MBYTE指明时,才有MQUANT项这是一个5比特码字,指示当前宏块和本块组中后面的宏块要使用的量化器,直到被后面的MQUANT所指示的量化器取代为止。表1宏块地址的变字长码表
懒间+MC
顿间→-MC
帧间+MC
帧间+MC-+FIL
顿间+MC+FIL
顿间+MC-+FIL
0000111
0000110
0000 1011
00001010
0000 1001
00001000
0000 0111
00000110
0000 0101 11
MBA填充
开始码
表2MTYTE的变字长码表
MQUANT
1“义\表示宏块中有该项目。
TCOEFF
0000 010110
0000 0101 01
0000 0101 00
0000 0100 11
0000 0100 10
0000 0100 011
0000 0100 010
0000 0100 001
0000 0100 000
0000 0011. 111
0000 0011110
0000 0011 101
0000 0011 100
0000 0011 011
0000 0011 010
0000 0011 001
0000 0011 000
0000 0001 111
0000000000000001
0000001
0000 0000 1
00000001
0000 0000 01
000001
2可以对非运动补偿宏块滤波,方法是声明其类型为MC+FIL,但失量为零。这里MC为运动补偿,FII为二维空间滤波。
表3MVD的VLC码表
-16 & 16
—15 &.17
--14 & 18
—12&.20
-10 &22
—2&30
3&--29
5&—27
6&--26
7&--25
10&--22
11&-21
12&—20
13&-19
15&-17
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0000 0011 001
0000 0011 011
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0000 0100 001
0000 0100 011
0000 0100 11
0000 0101 01
0000 0101 11
00000111
00001001
0000 1011
0000 111
0000110
0000 1010
00001000
0000 0110
0000 0101 10
0000 0101 00
0000 0100 10
0000 0100 010
0000 0100 000
0000 0011 110
0000 0011 100
0000 0011 010
注:MQUANT的码字与GQUANT的一样。运动失量数据(MVD)
变长码
表4CBP的VLC码表
110011
0100 0
0011 11
001110
001101
001100
0010111
0010110
0010101
0010100
0010011
0010010
0010001
0010000
0001 1111
00011110
0001 1101
00011100
000F1011
00011010
0001 1001
00011000
0001 0111
00010110
00010101
00010100
00010011
00010010
0001 0001
00010000
0000 1111
00001110
00001101
00001100
00001011
00001010
00001001
00001000
0000 011
00000110
00000101
00000100
000000111
0000 0011 0
0000 0010 1
0000 0010 0
0000 00011
0000 0001 0
所有运动补偿(MC)宏块都包含运动矢量数据。从本宏块的矢量减去前宏块的矢量就得到
MVD。为进行这一计算,在下述三种情况下将前一宏块的矢量看作零,即1)计算编号1、12和23等GOB前沿宏块MVD;2)计算其MBA表示的差值不为1的那些宏块的MVD;3)前一个宏块的MBYTE不是MC型。MVD由水平分量变长码和随后的垂直分量变长码组成,变长码给定在表3中从运动矢量的范围总是受限的这一事实,每个VIC码字代表对差值,其中只有个差值才能产生落在允许的范围内的宏块矢量。编码图案(CBP)
变长码
CBP是否存在也由MBYE指示,CBP码字给出一个图案编号,指示该宏块中至少有·个变换系数要发的那些象块,这一图案编号由下式给出,即92
YD/T 822—1996
32×P,+16×P+8×P+4×P+2×P+Ps式中若象块n有要发送的系数,则P,=1,否则为0。象块编号法见图10。CBP码字给定在表 4 中。
图10宏块中象块的排列
5.2.4象块层
个宏块由四个亮度象块和两个色差象块共六个象块组成(见图10)。象块数据由变换系数的码字及其后的象块结束标志组成(见图11)。象块发送顺序示图10中。EOB
TCOEFF
象块层的数据结构
变换系数(TCOEFF)
当MBYTE指示为INTRA方式时,变换系数数据对宏块中的全部六个象块都总是存在的,在其他情况下,MBYTE的CBP指示哪些象块有系数数据要发送。量化后的变换系数按图12给定的顺序依次发。
在画面宽度内循环
在画面高度内循环bZxz.net
变换系数的传输顺序
最常见的连零(RUN)与其后的值(LEVEL)之结合以变长码编码,RUN,LEVEL)的其他结合编成20比特码字,其中6比特换码(ESCAPE),6比特连零,余下8比特为值。变长编码法有两个码表,个码表用于INTER,INTER+MC及INTER十MC+FIL象块中首先发送的值,另个码表用于所有其他值;唯的例外是INTRA象块的第个数据,它是8比特定长编码。这些码字列于表5中。连零与其后的值的最常见的结合以变长码编码,如表所列。象块结束码(EOI3)也在这集中。对于CBP指示没有系数数据的这些象块,因为EO)B不能作为第个系数出现。所以EOB可以去掉。
表中最后-个比特“S表示电平的符号,“0”为正,“1”为负。(RUN,I.EVEL)的其余结合编成20比特码字,其中6比特换码(ESCAPE),6比特连零见表6,余下8比特为电平值见表7。对变字长码表中所列结合用这种方法编码也不禁止。除INTRA直流系数外,所有系数的重建电平(REC)见表8都在2048到2047的范围内,经下列93
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