H.264：新一代数字视频标准

"H.264编码技术白皮书概述" H.264，也称为MPEG-4 Part 10或AVC（高级视频编码），是数字视频压缩领域的一项重要标准，由运动图像专家组（MPEG）采纳并融入MPEG-4格式中。随着消费电子和个人计算机领域对高效视频编码的需求增加，H.264逐渐成为全球公认的标准，特别是在下一代光学盘格式——高清DVD（HD-DVD）和蓝光光盘（Blu-ray Disc，有时简称为BD或BD-ROM）的应用中。 H.264编码技术的诞生，主要基于两个方面的原因：一是技术进步，二是市场需求。传统如MPEG-2等旧的视频编码方案效率相对较低，而现代计算能力的大幅提升为更复杂、更高效的编码算法提供了可能。此外，随着高清视频（High Definition video）的普及，如何在存储和传输高容量数据（比标准定义视频高出约6倍）方面提高效率，成为了亟待解决的问题。 H.264之所以被视为“下一个大事件”，关键在于其质量和码率（Bit-rate）的表现。相较于之前的编码标准，H.264能在相同的比特率下提供更高质量的视频流，或者在保持相同画质的前提下，显著降低所需的带宽。这种优势使得H.264在互联网视频传输、移动通信以及各种流媒体服务中占据主导地位。 H.264编码技术的亮点包括： 1. **高级预测技术**：通过更复杂的运动估计和补偿，减少了视频帧间的冗余信息，从而提高了压缩效率。 2. **熵编码**：采用了更加有效的熵编码方法，如 CABAC（上下文自适应二进制算术编码）和CAVLC（上下文自适应变长编码），进一步优化了数据编码。 3. **多参考帧**：支持多个参考帧进行预测，增强了视频质量，尤其是在快速运动场景下。 4. **分层编码**：通过不同的编码层次，允许灵活的码率控制和错误恢复能力。 5. **多分辨率支持**：可以适应不同设备和网络条件，从低至手机屏幕到高清电视，都能得到良好的播放效果。 由于这些特性，H.264不仅在高清视频存储和传输中表现出色，还在实时视频通信、IPTV、网络视频流服务等方面广泛应用。然而，尽管H.264取得了显著的成功，随着技术的不断发展，后来出现了HEVC（高效视频编码，即H.265）和VVC（Versatile Video Coding）等更为先进的视频编码标准，它们在继续推进视频编码技术的边界，以满足更高清晰度、更低延迟和更大带宽利用效率的需求。