H.264 标准的主要目标是:与其它现有的视频编码标准相比,在相同的带宽下
提供更加优秀的图象质量。
[4]
H.264 与以前的国际标准如 H.263 和 MPEG-4 相比,为达到高效的压缩,充
分利用了各种冗余,统计冗余和视觉生理冗余。
[5]
1.统计冗余:频谱冗余(指色彩分量之间的相关性),空间冗余,还有时间
冗余。这是视频压缩区别于静止图像的根本点,视频压缩主要利用时间冗余来
实现大的压缩比。
[5]
2.视觉生理冗余
视觉生理冗余是由于人类的视觉系统(HVS)特性造成的,比如人眼对色彩分
量的高频分量没有对亮度分量的高频分量敏感,对图像高频(即细节)处的噪
声不敏感等。
[5]
针对这些冗余,视频压缩算法采用了不同的方法加以利用,但主要的考虑是集
中在空间冗余和时间冗余上。H.264 也采用混合(hybrid)结构,即对空间冗余
和时间冗余分别进行处理。对空间冗余,标准通过变换及量化达到消除的目的,
这样编码的帧叫 I 帧;而时间冗余则是通过帧间预测,即运动估计和补偿来去
除,这样编码的帧叫 P 帧或 B 帧。与以前标准不同的是,H.264 在编码 I 帧时,
采用了帧内预测,然后对预测误差进行编码。这样就充分利用了空间相关性,
提高了编码效率。H.264 帧内预测以 16x16 的宏块为基本单位。首先,编码
器将与当前宏块同一帧的邻近像素作为参考,产生对当前宏块的预测值,然后
对预测残差进行变换与量化,再对变换与量化后的结果做熵编码。熵编码的结
果就可以形成码流了。由于在解码器端能够得到的参考数据都是经过反变换与
反量化后的重建图像,因此为了使编解码一致,编码器端用于预测的参考数据
就和解码器端一样,也是经过反变换与反量化后的重建图像。
[5]
编辑本段特征优势
H.264 是国际标准化组织(ISO)和国际电信联盟(ITU)共同提出的继
MPEG4 之后的新一代数字视频压缩格式,它既保留了以往压缩技术的优点和
精华又具有其他压缩技术无法比拟的许多优点。
[4]
1.低码率(Low Bit Rate):和 MPEG2 和 MPEG4 ASP 等压缩技术相比,
在同等图像质量下,采用 H.264 技术压缩后的数据量只有 MPEG2 的
1/8,MPEG4 的 1/3。
[4]
显然,H.264 压缩技术的采用将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。
[4]
2.高质量的图象:H.264 能提供连续、流畅的高质量图象(DVD 质量)。
[4]
3.容错能力强:H.264 提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错
误的必要工具。
[4]
4.网络适应性强:H.264 提供了网络抽象层(Network Abstraction
Layer),使得 H.264 的文件能容易地在不同网络上传输(例如互联网,
CDMA,GPRS,WCDMA,CDMA2000 等)。
[4]
H.264 最大的优势是具有很高的数据压缩比率,在同等图像质量的条件下,
H.264 的压缩比是 MPEG-2 的 2 倍以上,是 MPEG-4 的 1.5~2 倍。举个例子,
原始文件的大小如果为 88GB,采用 MPEG-2 压缩标准压缩后变成 3.5GB,压
缩比为 25∶1,而采用 H.264 压缩标准压缩后变为 879MB,从 88GB 到
879MB,H.264 的压缩比达到惊人的 102∶1。低码率(Low Bit Rate)对