H.264是一種高度壓縮的數(shù)字視頻編解碼器標(biāo)準(zhǔn)，是MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的第10部分（即MPEG-4 Part 10或MPEG-4 AVC），由國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU-T）的視頻編碼專(zhuān)家組（VCEG）和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì)（ISO/IEC）的動(dòng)態(tài)圖像專(zhuān)家組（MPEG）聯(lián)合組成的聯(lián)合視頻組（JVT）共同開(kāi)發(fā)。H.264標(biāo)準(zhǔn)是網(wǎng)絡(luò)視頻的主要壓縮技術(shù)之一，其主要支持者是微軟的IE瀏覽器和蘋(píng)果公司的系列產(chǎn)品，前者保證了H.264在桌面設(shè)備市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，后者保證了H.264在便攜設(shè)備市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)。

H.264優(yōu)勢(shì)

「高效壓縮」

• 低碼率：在同等圖像質(zhì)量下，H.264技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)低于其他標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)量只有MPEG-2的1/8，MPEG-4的1/3，在相同的帶寬條件下，H.264可以傳輸更高質(zhì)量的視頻內(nèi)容。
• 高壓縮率：H.264的壓縮比達(dá)到驚人的102:1，得益于其先進(jìn)的編碼技術(shù)和算法。在去除視頻數(shù)據(jù)中的冗余信息，H.264能夠在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)，大幅度減少數(shù)據(jù)量。

「高質(zhì)量圖像」

• 連續(xù)、流暢的高質(zhì)量圖像：H.264能夠提供連續(xù)、流暢的高質(zhì)量圖像，滿(mǎn)足對(duì)視頻清晰度和流暢度的需求。
• 多種畫(huà)質(zhì)級(jí)別：H.264提供了四種畫(huà)質(zhì)級(jí)別，分別是BP（基本畫(huà)質(zhì)）、EP（進(jìn)階畫(huà)質(zhì)）、MP（主流畫(huà)質(zhì)）和HP（高級(jí)畫(huà)質(zhì)）?？梢愿鶕?jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求進(jìn)行選擇，滿(mǎn)足不同的視頻質(zhì)量需求。

「網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)」

• 網(wǎng)絡(luò)抽象層（NAL）：H.264提供了網(wǎng)絡(luò)抽象層，H.264文件能夠容易地在不同網(wǎng)絡(luò)上傳輸，如互聯(lián)網(wǎng)、CDMA、GPRS、WCDMA等。增強(qiáng)了H.264的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性，能夠廣泛應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
• 支持流媒體傳輸：H.264支持網(wǎng)絡(luò)中的視頻流媒體傳輸，有利于視頻內(nèi)容的實(shí)時(shí)傳輸和播放。

「容錯(cuò)能力強(qiáng)」

• 抗誤碼特性：H.264碼流具有較強(qiáng)的抗誤碼特性，能夠適應(yīng)丟包率高、干擾嚴(yán)重的信道中的視頻傳輸。保證了在不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下視頻傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。
• 參數(shù)集結(jié)構(gòu)：H.264采用了參數(shù)集結(jié)構(gòu)來(lái)傳輸頭部信息，關(guān)鍵信息能夠分開(kāi)處理，提高了傳輸?shù)目煽啃院挽`活性。

「靈活性」

• 多種幀類(lèi)型：H.264定義了多種類(lèi)型的幀，包括I幀、P幀和B幀等。幀類(lèi)型可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇和組合，滿(mǎn)足不同的編碼效率和圖像質(zhì)量要求。
• 可變塊大小運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償：H.264支持可變塊大小的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，使得運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償更加靈活和精確。有助于提高編碼效率和圖像質(zhì)量。

「廣泛應(yīng)用」

• H.264廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)視頻、高清電視廣播、數(shù)字視頻錄像、視頻會(huì)議等多個(gè)領(lǐng)域。其高效、高質(zhì)量的特點(diǎn)使得它成為這些領(lǐng)域中的主流視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。

主要技術(shù)

H.264是在MPEG-4技術(shù)的基礎(chǔ)之上建立起來(lái)的，其編解碼流程主要包括5個(gè)部分：幀間和幀內(nèi)預(yù)測(cè)、變換和反變換、量化和反量化、環(huán)路濾波、熵編碼。

「編碼結(jié)構(gòu)」

圖片

• 「混合編碼結(jié)構(gòu)」：H.264采用了DPCM（差分脈沖編碼調(diào)制）加變換編碼的混合編碼結(jié)構(gòu)。結(jié)合了空間和時(shí)間上的冗余性，提高了編碼效率。
• 「網(wǎng)絡(luò)提取層（NAL）和視頻編碼層（VCL）」：H.264在視頻編碼層（VCL）和網(wǎng)絡(luò)提取層（NAL）之間進(jìn)行概念性分割。VCL是視頻內(nèi)容的核心壓縮內(nèi)容之表述，而NAL則是通過(guò)特定類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遞送的表述，這樣的結(jié)構(gòu)便于信息的封裝和對(duì)信息進(jìn)行更好的優(yōu)先級(jí)控制。

「預(yù)測(cè)編碼」

• 「幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼」：用于縮減圖像的空間冗余。H.264提供多種模式進(jìn)行宏塊預(yù)測(cè)，包括直流預(yù)測(cè)和方向預(yù)測(cè)，提高幀內(nèi)編碼的效率。
• 「幀間預(yù)測(cè)編碼」：利用連續(xù)幀中的時(shí)間冗余來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償。H.264支持多種宏塊分割模式和更精細(xì)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，如1/4或1/8像素精度的運(yùn)動(dòng)估值，以及多幀預(yù)測(cè)功能，提高了幀間編碼的效率和圖像質(zhì)量。

「變換與量化」

• 「整數(shù)離散余弦變換（DCT）」：H.264使用基于4×4像素塊的類(lèi)似于DCT的變換，采用整數(shù)為基礎(chǔ)的空間變換，減少了運(yùn)算量和復(fù)雜度，并有利于向定點(diǎn)DSP移植。
• 「量化」：H.264提供了多種量化步長(zhǎng)，以適應(yīng)不同的編碼需求。量化后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)熵編碼，形成最終的碼流。

「熵編碼」

• 「通用可變長(zhǎng)編碼（UVLC）」：一種基于變長(zhǎng)編碼的壓縮方法，用于對(duì)量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步壓縮。
• 「基于文本的自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼（CABAC）」：相比UVLC，CABAC提供了更高的壓縮效率，但計(jì)算復(fù)雜度也更高。H.264允許編碼器在UVLC和CABAC之間進(jìn)行選擇，以平衡壓縮效率和計(jì)算復(fù)雜度。

「其他關(guān)鍵技術(shù)」

• 「去塊效應(yīng)濾波器」：H.264定義了自適應(yīng)去除塊效應(yīng)的濾波器，以減少預(yù)測(cè)環(huán)路中的方塊效應(yīng)，提高圖像質(zhì)量。
• 「參數(shù)集結(jié)構(gòu)」：H.264采用了序列參數(shù)集（SPS）和圖像參數(shù)集（PPS）來(lái)傳輸頭部信息，這種結(jié)構(gòu)提高了傳輸?shù)目煽啃院挽`活性。
• 「靈活的宏塊順序（FMO）」：允許編碼器以不同的順序?qū)陦K進(jìn)行編碼和解碼，以進(jìn)一步提高編碼效率和容錯(cuò)能力。

H.264通過(guò)采用混合編碼結(jié)構(gòu)、多種預(yù)測(cè)編碼技術(shù)、整數(shù)DCT變換與量化、高效的熵編碼方法以及去塊效應(yīng)濾波器等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高壓縮比、高質(zhì)量圖像、強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性和強(qiáng)容錯(cuò)能力的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。這些技術(shù)的綜合應(yīng)用使得H.264在視頻編碼領(lǐng)域占據(jù)了重要地位，并得到了廣泛應(yīng)用。