PC机的MPEG-4编码原理详解及实现

程序采用了以下策略选取相邻块。定义块A，B，C，X的DC系数值分别为DC_A，DC_B，DC_C，DC_X。

如果DC_A与DC_B的差小于DC_B与DC_C的差，则DC_A与DC_B在数值上比较接近，即在垂直方向上的数值比水平方向上更接近，所以采用DC_C来预测DC_X；反之，在水平方向的数值比较接近，即采用DC_A来预测DC_X。

将当前块的DC系数与用来预测的相邻块的DC系数，经过特定处理后做差，其差存放到当前块的DC位置上，同时记录此DC系数的预测方向。

AC预测主要是针对8×8块的第一行或者第一列AC系数，其预测方向取决于当前块DC系数的预测方向。如图2所示，如果之前DC预测为水平预测，则当前块X的第一列AC系数采用A块的第一列AC系数预测，同时将X的第一列7个AC系数各自取绝对值后相加到变量S1(S1的初始值为0)上。将当前块第一列AC系数与用来预测的相邻块A的第一列AC系数做差，其7个差值存放到当前块的第一列AC系数的位置上，同时将7个差值各自取绝对值后相加到变量S2(S2的初始值为0)上。如果之前的DC预测为垂直预测，则只进行当前块X的第一行AC系数预测，其预测步骤同第一列AC系数的预测一样。

有时AC预测会产生较大的预测误差，并没有达到节省位流的目的，因此必须判断AC预测的有效性。在单个8×8小块的AC预测中，用S1记录了此小块的第一行或第一列AC系数的绝对值之和，用S2记录了第一行或第一列预测后7个差值的绝对和。以一个宏块的6个8×8小块为单位，将各个小块的S1与S2之差相加，得到值S。如果S非零，则此宏块进行AC预测，其标志ACpred_flag置1，否则此宏块不进行AC预测，ACpred_flag置0。

1.2.2 之字型扫描

DC和AC预测之后，对8×8块的系数进行之字形扫描，共有Zigzag，Zigzag_v(交替垂直扫描)和Zigzag_h(交替水平扫描)三种扫描方式。采用何种扫描方式由三个要素决定，即帧内还是帧间预测，AC预测标志ACpred_flag的值，DC系数的预测方向。

对于帧内预测的宏块，如果AC预测标志ACpredflag为0，则此宏块中的6个8×8块都使用Zigzag扫描；如果AC预测标志为1，则此宏块中的6个8×8块将根据各自的DC预测方向决定AC系数的扫描方向。如果DC预测为水平预测，则此8×8块使用Zigzag_v扫描方式扫描系数，否则使用Zigzag_h扫描方式。

对于帧间预测的宏块，其每个8×8块统一采用Zigzag扫描方式扫描系数。

8×8的系数矩阵经过之字型扫描后，大部分非零系数集中在一个一维数组的前部，大部分零系数集中在此一维数组的后面，根据此特点便产生了游程编码。

1.2.3 游程编码和熵编码

所谓游程编码就是对8×8系数矩阵的AC系数进行特定的处理，使其成为个数更少的三维矢量(Last，Run，Level)。其中，Level代表非0系数的大小。Run代表Level前面连续0的个数。Last代表终止标志：其值为0时，表示Level后还有不为0的系数；其值为1时表示该系数是最后不为0的数；余下的系数全为0。游程编码生成三维矢量，压缩了数据量，然后根据Last，Run和Level的不同组合作为索引，找到对应Huffman编码表中的码字，生成码流。