0 引 言
H.264作为新一代的视频紧缩规范，是由ITU-T的视频编码专家组和ISO／IEC的MPEG(运动图画编码专家组)建立的联合视频小组共同开发的。它优异的紧缩功用也将在数字电视广播、视频实时通讯、网络视频流媒体传递以及多媒体通讯等各个方面发挥重要的效果。
在中心技能上，H.264／AVC选用各种有用的技能，如一致的VLC符号编码、1／4像素精度的运动估量、多形式运动估量、依据4×4块的整数改换、分层编码语法等。因为选用了整数改换，核算不会呈现浮点数，并且精度高级。这些办法使得H.264算法具有很高的编码功率。在量化方面，量化步长选用52个，下面将首要剖析量化。在此，提出量化的Verilog完结，将改换后的数据作为输入，以量化后的码流作为输出，到达量化的意图。
1量化的功用介绍
取样后的脉冲信号在时刻上是离散的，但在幅值和空间上仍是接连的，即其或许取的值有无限多个，这就需要对它选用四舍五入的办法，将其或许的幅值数由无限多个变为有限个值。这种将信号幅值由接连量变成离散量的进程称为量化。
在不下降视觉效果的前提下，量化进程可削减图画编码长度，削减视觉康复中不必要的信息。H.264选用标量量化技能，将每个图画样点编码映射成较小的数值。一般标量量化器的原理为：
式中：y为输入样本点编码；QP为量化步长；FQ为y的量化值；round()取整函数(其输出与输入实数最近的整数)。
2量化的算法介绍
在H.264中，量化步长Qstep共有52个值。如表1所示。其间，QP是量化参数，是量化步长的序号。当QP取最小值0时，代表最精密的量化；当QP取最大值51时，代表最粗糙的量化。QP每添加6，Qstep添加1倍。应用时能够在这个较宽的量化步长规模依据实际需要灵敏挑选。关于色度编码，一般运用与亮度编码相同的量化步长。为了防止在较高量化步长时呈现色彩量化人工效应，现在的H.264草案把色度的QP最大值大约约束在亮度QP最大值的80％规模内。最终的H.264草案规则，亮度QP的最大值是51；色度QP的最大值是39。
在H.264中，量化进程是对DCT的成果进行操作：
式中：Yij是矩阵Y中的转化系数；Zij是输出的量化系数；Qstep是量化步长。
H.264量化进程还要一起完结DCT改换中“Ef”乘法运算，它能够表述为：
式中：Wij是矩阵W中的转化系数；PF是矩阵EF中的元素。依据样本点在图画中的方位(i，j)取值如表2所示。
运用量化步长随量化参数每添加6而添加1倍的性质，能够进一步简化核算，即：
式中：floor()为取整函数(其输出不大于输入实数的最大整数)。式(3)能够写为：
这样，MF能够取整数。表3给出对应QP值为0～5的MF值。关于QP值大于5的状况，仅仅qbits值随QP值每添加6而添加1，而对应的MF值不变。这样，量化进程为整数运算，能够防止运用除法，确保用16位算法来处理数据，在没有PSNR功用恶化的状况下，完结最小的运算复杂度如表3所示。
详细量化进程的运算为：
式中：“》”为右移运算，右移1次完结整数除以2；sign()为符号函数；f为偏移量。f的效果是改进康复图画的视觉效果，如对帧内猜测图画块f取2qbits／3；对帧间猜测图画块厂取2qbits／6。
3详细完结
在该文中，用Verilog言语完结H.264的量化；运用Modelsim进行仿真；用QuartusⅡ进行归纳。
依据Verilog编程，Modelsim仿真如图1所示。
输入的矩阵是[140，-1，-6，7，-19，-39，7，-92，22，17，8，31，-27，-32，-59，-21]，最终量化的成果为[17，0，-1，0，-1，-2，0，-5，3，1，1，2，-2，-1，-5，-1]。由此可知，这与Iain E.G.Richardson给出的成果相符合。所用的开发板是赤色飓风第三代开发板，FPGA芯片是Altra EP2C35F484C8。从归纳后的陈述能够看出，耗费的资源不到1％，如图2所示。归纳后的RTL图如图3所示。
4结 语
介绍了H.264的量化算法，并用Modelsim进行了仿真，成果与理论彻底一致。剖析了在FPGA开发板上的资源的耗费。由此可知，彻底能够用FPGA完结H.264的量化。
