H264/AVC-slice data解析

slice header解析

slice data主要存放了該slice所有宏塊資訊以及殘差資料。

slice data文法結構

slice data解析流程如下：

1. 擷取目前宏塊位置CurMbAddr；

2. 如果目前slice不是I slice，則存在skip 宏塊。是以需要根據熵編碼類型解析skip宏塊标記。

   1）對于cavlc，mb_skip_run表示目前宏塊與上一宏塊位置的內插補點，如果內插補點大于1，則梁洪快間存在skip宏塊；

   2）對于cabac，每一個宏塊都存在一個mb_skip_flag表示該宏塊是否為skip宏塊；

3. 解析宏塊層資訊
4. 判斷是否還有更多資料，如果有更多資料，則繼續解碼下一個宏塊資訊，否則該slice解碼結束。

   

宏塊層文法結構

宏塊層的解析步驟如下：

1.解析mb_type

mb_type表示宏塊類型，具體可參考文章宏塊類型

2. 解析I_PCM資料

如果目前宏塊為I_PCM宏塊，則解碼的pcm_sample資料為重建後的宏塊資料，不需要再進行後續的變換、預測、和重建，但需要執行的blocking。解析完目前宏塊的pcm_sample資料後，該宏塊文法解析結束。

3. 解析預測模式

3.1 解析可以分成4個8x8塊的非I宏塊（P_8x8/p_8x8ref0/B_8x8)預測模式

通過sub_mb_pred文法解析每個8x8 子塊資訊，包括每個8x8塊類型sub_mb_type、每個8x8塊參考幀索引 ref_idx_l0和ref_idx_l1 以及8x8塊内每一個劃分塊的mvd；

假設一個8x8塊劃分為4個4x4塊，則編碼的資訊包括一個sub_mb_type, 1組參考幀索引（ref_idx_l0/ref_idx_l1）和8組mvd（4個分塊亮度、色度分量分别編碼）。亮度分量和色度分量共用參考幀索引，但mvd不一樣。

3.2 解析I宏塊預測模式

• Intra_16x16的預測模式由mb_type決定，不需要額外編碼

• Intra_4x4/Intra_8x8為節省碼流，需要通過相鄰塊計算目前塊預測模式，隻編碼了prev_pred_mode_flag和rem_pred_mode這兩個變量。

  計算過程可以簡單描述為：

  1）從相鄰塊mbAddrA和mbAddrB的預測模式中選取較小的一個作為預先定義模式。

  2）如果prev_pred_mode_flag為1，則預先定義模式就是目前塊的預測模式；

  3）如果标志位prev_pred_mode_flag為0，則根據碼流中解析出的文法元素 rem_pred_mode判斷。如果rem_intra4x4_pred_mode的值小于預定義模式的值則選用rem_pred_mode；如果大于等于預定義模式，則目前塊的預測模式設為rem_pred_mode + 1。

  

3.3 解析其他P/B宏塊預測方式

根據目前16x16宏塊的劃分塊個數，解析每個子塊的參考幀索引和mvd。亮度分量和色度分量共用參考幀索引，但mvd不一樣。

4. 解析殘差資料

根據cbp資訊解析殘差資料，子塊對應的cbp大于0，該子塊才存在殘差資料，否則資料全為0.

在baseline profile下，隻支援4x4大小DCT變換，是以宏塊按照4x4大小劃分殘差塊。對于平坦區域，以8x8大小做DCT變換壓縮率會更高，是以從main profile開始引入了變量transform_size_8x8_flag用于表示該宏塊使用8x8大小DCT變換。

殘差系數包括DC系數和AC系數.

4.1 解析Intra_16x16亮度塊

Intra_16x16宏塊亮度塊編碼時，先劃分為16個4x4塊，分别對4x4塊做DCT變換量化後，把16個DC系數提取出來組成一個4x4大小的DC塊，再對DC塊做hadarmad變換。

解碼流程如下：

1. 解析16個DC系數，反掃描，反hadamard變換，反量化

   其中16個DC系數的掃描順序與4x4塊掃描順序一緻，如下圖所示，是以解碼過程需要反掃描後再反hadard變換

   

2. 解析每個4x4塊中15個AC系數，與DC系數組成4x4塊參數，反量化，反變換得到殘差資料塊

4.2 解析transform_size_8x8_flag=1的亮度塊

transform_size_8x8_flag=1，說明該塊使用的DCT變換為8x8大小，是以16x16亮度塊劃分為4個8x8塊。

其解碼流程根據熵編碼分為兩種情況如下：

1. CABAC

   1）解析每個8x8塊的1個DC系數和63個AC系數；

   2） 對8x8系數塊反量化反變換得到殘差系數塊

2. CAVLC

   由于CAVLC熵編碼一次隻能支援16個參數編碼，是以對于8x8殘差資料塊也必須分成4個4x4分别進行熵編碼。8x8塊劃分方式為交錯存放，比如8x8塊第一個參數作為第一個4x4塊的第一個參數，8x8塊第二個參數作為第二個4x4塊的第一個參數，8x8塊第三個參數作為第三個4x4塊的第一個參數…

   

   1）解析每個4x4塊的系數，把4個4x4塊系數組成一個8x8塊

   2）對8x8系數塊反量化反變換得到殘差系數塊

4.3 解析色度分量塊

色度塊編碼時，先将2個8x8色度塊分别劃分為4個4x4塊，分别對4x4塊做DCT變換量化後，把4個DC系數提取出來組成一個2x2大小的DC塊，再對DC塊做hadarmad變換。

解碼流程如下：

1. 解析4個DC系數，反hadamard變換
2. 解析每個4x4塊中15個AC系數，與DC系數組成4x4塊參數，反量化，反變換得到殘差資料塊

4.4 其他情況

其他情況則是把16x16亮度塊先劃分為16個4x4塊，分别對4x4塊做DCT變換量化。

其解碼流程如下：

1）解析每個4x4塊的1個DC系數和15個AC系數；

2） 對4x4系數塊反量化反變換得到殘差系數塊