前文参考之适应性二元算术编码

✍ dations ◷ 2025-03-04 13:25:31 #前文参考之适应性二元算术编码

前文参考之适应性二元算术编码(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding,简称CABAC)是视讯压缩标准H.264采用的算法。

CABAC分为三个部分,Binarizer, Context Modeler和Arithmetic Coding Engine。CABAC的设计概念,对于发生几率P(x)>0.5的事件有效地编码,改进了传统算术编码(Arithmetic coding)需要大量的乘法运算的问题,而在效能与压缩效率上取得相当大的改善空间。CABAC的生命周期是slice,CABAC与UVLC最大的不同点在于其编码方式具有适应性(adaptive),对于编码过程中各个符号(symbol)出现的几率会一直动态地去统计并更新。

Arithmetic Coding中以Low及Range表示压缩过程的范围。Binarizer可将Codec分析后的句法元素(Syntax Element),转化成为位元字串(bin string),每个位元称为一个bin,而bin即为传给Arithmetic Coder的Symbol。CABAC的符号(symbol)只有0或1两种,所以bin就是0或1。如果原本就是binary value,就不需要binarization。此一步骤的输出称为bin string。接下来要把这些bin sting做arithmetic coding,每个bin可能会有某种几率分布,如果不具有分布(regular),即是bin value,就进行Bypass Coding Engine,如果是regular,就前往Context Modeler选择目前这个bin的model。

Context Modeler再针对所要压缩的bin去作几率的估测(Probability Estimation)和更新(Binary Arithmetic Coding)。Regular Coding Engine利用bin的model和Context Index查表,并透过Markov Chain Model建表,随时更新Low与Range的数值,更可得出MPS(Most Probable Symbol)与Probability State。MPS表示几率大于0.5,另一个LPS(Least Probable Symbol)是几率小于0.5。

Bypass Coding Engine和Regular Coding Engine都是Binary Arithmetic coder,均会产生coded bits,形成bitstream,最后输出。

CABAC不同于Various Length Coding,因此更能够接近资料的熵编码(Entropy)。CABAC每个symbol和bitstream不再有一对一的绝对关系,N个symbol有可能使用小于N个bit.在几率估计准确的前提下,CABAC的算术编码(Arithmetic Coding)的压缩率可以大于Huffman Coding,也就是说CABAC善用了统计学的期望值,压缩的bin几率相当接近0.5,表示预测的效率相当低,可直接进行Bypass,直接输出,以降低memory access与计算。

目前CABAC不支援Baseline以及Extended profiles.另外,CABAC面临的问题是在于由于循序处理造成资料依存性(Data Dependency)偏高。

相关

  • 肌球蛋白轻链激酶肌球蛋白轻链激酶(英语:Myosin light-chain kinase,MYLK 或 MLCK)是一类丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶,通过磷酸化来调节II型肌球蛋白的轻链。现存四种MLCK亚型主要分布于不同肌细
  • 台湾优视媒体科技台湾优视媒体科技股份有限公司(英语:Taiwan Win TV Media CO., Ltd.,简称:MOMOTV),是属于富邦集团所经营的数字电视,于2010年9月15日成立,2011年7月12日开始试播。成立初期由富邦金
  • 热物理学热物理学是一门关于物质内热力的传送及储存的研究。热物理学是地理物理学的分支。它利用大自然存在的表面温度来检测太阳辐射的环带变化,以此得到星球的物理特性。热物理学的
  • Erik DemaineErik Demaine(1981年2月28日-)麻省理工学院计算机科学教授和前神童。Demaine于2001年加入麻省理工学院(MIT),据报道是麻省理工学院历史上最年轻的教授,并于2011年晋升为全职教授。E
  • 曹柔理曺柔理(朝鲜语:曺柔理/조유리 ;日语: チョ・ユリ;2001年10月22日),韩国女歌手,所属经纪公司为Stone Music娱乐。现为限定组合IZ*ONE成员之一,担任主唱。IZ*ONE 官方社群
  • 安东·马卡连柯安东·马卡连柯(俄语:Анто́н Семёнович Мака́ренко,1888年3月13日– 1939年4月1日)是一位苏联教育家,苏联教育学的创建者之一,描述了儿童集体教育和教育
  • 夏神宗夏神宗李遵顼(1163年-1226年),西夏宗室齐国忠武王李彦宗之子。史书记载:“端重明粹,少力学,长博通群书,工隶篆”。1203年,廷试进士第一名,1211年8月12日废襄宗自立,改元光定,成为中国历
  • 钱迪利钱迪利(Chandili),是印度奥里萨邦Rayagada县的一个城镇。总人口18688(2001年)。该地2001年总人口18688人,其中男性9537人,女性9151人;0—6岁人口2251人,其中男1191人,女1060人;识字率65
  • 琉球科律琉球科律是琉球国第二尚氏王朝时期制定的刑法法典,这也是琉球历史上第一部成文法。根据《中山世谱》记载,琉球原先没有一部成文法,而是按照各地成规的“内法”进行审判,因此判决
  • 纹尺蛾属见正文纹尺蛾属(学名:)为尺蛾科的一个属。 它唯一的物种琴纹尺蛾(Abraxaphantes perampla)由 Swinhoe 在 1890 年首次描述。(Swinhoe, 1890) 发现于缅甸。和泰国。本属包括以下物种: