H.264压缩格式是一种近年来兴起的，具有高精度画质的视频压缩格式。

一、H.264视频编解码技术简介

二、H.264与其他标准的比较(1.1 在画质上 1.2 在编码上 1.3 在技术上 1.4 在传输上 1.5 在算法上 1.6 总体上讲)

三、H.264的技术特点(2.1 分层设计 2.2 高精度、多模式运动设计 2.3 帧内预测功能 2.4 4×4块的整数变换 2.5 统一的VLC)

四、H.264在监控的应用

五、H.264概述与MPEG-X的区别

一、H.264视频编解码技术简介

H.264是一种高性能的视频编解码技术。目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个，一个是“国际电联（ITU-T）”，它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等，另一个是“国际标准化组织（ISO）”它制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。而H.264则是由两个组织联合组建的联合视频组（JVT）共同制定的新数字视频编码标准，所以它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4高级视频编码（Advanced Video Coding，AVC），而且它将成为MPEG-4标准的第10部分。因此，不论是MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10，还是ISO/IEC 14496-10，都是指H.264。

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！H.264为什么有那么高的压缩比？低码率（Low Bit Rate）起了重要的作用，和MPEG-2和MPEG-4 ASP等压缩技术相比，H.264压缩技术将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。尤其值得一提的是，H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。

二、H.264与其他标准的比较

1.1 在画质上

H.264概述随着市场的需求，在尽可能低的存储情况下获得好的图像质量和低带宽图像快速传输已成为视频压缩的两大难题。为此IEO/IEC/和ITU-T两大国际标准化组织联手制定了新一代视频压缩标准H.264。

1.2 在编码上

H.264和以前的标准一样，也是DPCM加变换编码的混合编码模式。但它采用“回归基本”的简洁设计，不用众多的选项，获得比MEPG-4好得多的压缩性能；H.264加强了对各种信道的适应能力，采用“网络友好”的结构和语法，有利于对误友和丢包的处理；H.264应用目标范围较宽，可以满足不同速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求。

1.3 在技术上

H.264标准中有多个闪光之处，如统一的VLC符号编码，高精度、多模式的位移估计，基于4块的整数变换、分层的编码语法等。这些措施使得H.264得算法具有很高的编码效率，在相同的重建图像质量下，能够比H.263节约50%左右的码率。H.264的码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，能够很好地适应IP和无线网络的应用。

1.4 在传输上

H.264能以较低的数据速率传送基于联网协议（IP）的视频流，在视频质量、压缩效率和数据包恢复丢失等方面，超越了现有的MPEG-2、MPEG-4和H.26x视频通讯标准，更适合窄带传输。

1.5 在算法上

MPEG-1标准视频编码部分的基本得法与H.261/ H.263相似，也采用运动补偿的帧间预测、二维DCT、VLC游程编码等措施。此外还引入了帧内帧（I）、预测帧（P）、双向预测帧（B）和直流帧（D）等概念，进一步提高了编码效率。在MPEG-1的基础上，MPEG-2标准在提高图像分辨率、兼容数字电视等方面做了一些改进，例如它的运动适量的精度为半像素；在编码运算中（如运动估计和DCT）区分“帧”和“场”；引入了编码的可分级性技术，如空间可分级性、时间可分级性和信噪比可分级性等。近年推出的MPEG-4标准引入了基于视听对象（AVO：Audio-Visual Object）的编码，大大提高了视频通信的交互能力和编码效率。MPEG-4中还采用了一些新的技术，如形状编码、自适应DCT、任意开头视频对象编码等。但是MPEG-4的基本视频编码器还属于和3相似的一类混合编码器。

H.264是在MPEG-4技术的基础之上建立起来的，其编解码流程主要包括5个部分：帧间和帧内预测（Estimation）、变换（Transform）和反变换、量化（Quantization）和反量化、环路滤波（Loop Filter）、熵编码（Entropy Coding）。

H.264/MPEG-4 AVC（H.264）是1995年自MPEG-2视频压缩标准发布以后的最新、最有前途的视频压缩标准。H.264是由ITU-T和ISO/IEC的联合开发组共同开发的最新国际视频编码标准。通过该标准，在同等图象质量下的压缩效率比以前的标准提高了2倍以上，因此，H.264被普遍认为是最有影响力的行业标准。 TML-8为H.264的测试模式，用它来对H.264的视频编码效率进行比较和测试。测试结果所提供的PSNR已清楚地表明，相对于MPEG-4（ASP：Advanced Simple Profile）和H.263++（HLP：High Latency Profile）的性能，H.264的结果具有明显的优越性。

H.264的PSNR比MPEG-4（ASP）和H.263++（HLP）明显要好，在6种速率的对比测试中，H.264的PSNR比MPEG-4（ASP）平均要高2dB，比H.263（HLP）平均要高3dB。6个测试速率及其相关的条件分别为：32 kbit/s速率、10f/s帧率和QCIF格式；64 kbit/s速率、15f/s帧率和QCIF格式；128kbit/s速率、15f/s帧率和CIF格式；256kbit/s速率、15f/s帧率和QCIF格式；512 kbit/s速率、30f/s帧率和CIF格式；1024 kbit/s速率、30f/s帧率和CIF格式。

1.6 总体上讲

MPEG毓标准从针对存储媒体的应用发展到适应传输媒体的应用，其核心视频编码的基本框架是和H.261一致的，其中引人注目的MPEG-4的 “基于对象的编码”部分由于尚有技术障碍，目前还难以普遍应用。因此，在此基础上发展起来的新的视频编码建议H.264克服了前者的弱点，在混合编码的框架下引入了新的编码方式，提高了编码效率，在低码流下可达到优质图像质量。

三、H.264的技术特点

2.1 分层设计

视频编码层具有高效的视频内容表示功能：

网络提取层将网络中所需要的数据进行打包和传送；

2.2 高精度、多模式运动设计

支持1/4或1/8像素精度的运动矢量；

多模式的灵活和细致的划分，大提高了运动估计的精确程度；

多帧参考技术；

2.3 帧内预测功能

在空间域进行预测编码算法，以便取得更有效的压缩：

2.4 4×4块的整数变换

由于用二变换块的尺寸缩小，运动物体的划分更精确，这样，不但变换计算量比较小，而且在运动物体边缘处的衔接误疾差也大为减小：

为了提高码率控制的能力，量化步长的变化的幅度控制在125%左右，而不是以不变的增幅变化。为了强调彩色的逼真性，对色度系数采用了较小量化长；

2.5 统一的VLC

为快速再同步而经过优化的，可以有效防止误码。

四、H.264在监控的应用

3.1 TOYA SDVR 7IV 系统简介

TOYA SDVR 7IV 是采用止前最为先进H.264视频压缩算法的专业数字监控产品，具有强大的视频/音频压缩引擎，与MPEG-4压缩方式的硬盘录像机相比，压缩比可提高近30%，大大提高了存储和网络传输带宽，同理采用新的算法极大地抑制了由于摄像机噪声导致的图像失真，背景流动现象，便图像质量更加清晰。H.264产品的推出无疑又使我国的数字监控技术上了一个新的台阶。

系统采用最先进的H264视频压缩技术和G。729的音频压缩技术，实现超大无损压缩。具备本地实时监视、音视频同步压缩存储、组合报警、有线或无线网络传输、管理权限设置等多种功能，单个本地系统可完成显示16路监控画面、每路可单独放大和切换，查询录象记录及进行回放。每个本地系统均可通过不同的网络方式组成有线或无线数字监控系统。

3.2 TOYA SDVR 7IV 系统主要特点

采用时间最先进的H.264视频编码技术，具有高清晰度的画质；

在压缩处理过程中使用多种专用技术，保证以最低码流达到最佳画质，采用帧内压缩，绝无马赛克出现；

提供多种图像处理方法，加强噪音信号的过滤，画面更平滑。

可同时支持H.264、MPEG-4压缩格式；

实时压缩、实时预览、实时回放；

支持I\\B\\P帧多种组合/量化模式，图像压缩比更大；

在压缩过程中，可动态抽帧，可随时恢复，进一步减少存储空间；

预览、压缩不占用CPU时间，互不干扰；

可动态精确设置多种视音频压缩参数，达到最佳视听效果；

码流可调，占用硬盘空间最少可达40兆每小时；

工艺精良，结构稳定；低功耗，发热少，系统可靠性、稳定性高；

3.3 主要技术规格

压缩画面以及分辨，支持CIF/QCIF，图像分辨率352X288，图像压缩

压缩格式：支持H.264、MPEG-4压缩格式；

压缩帧率：1-25帧可调

压缩码率：64K~2Mbit/秒，支持CBR\\VBR\\Hybrid

三种码率控制方式：变码流、动码流、混合码流

网络传输

支持PSTN/DDN/LAN/WAN等网络远程传输与控制

每个服务器支持32路TCP/UDP传输，组播无限制

3.4 系统功能

多画面分割：单路、四路、九路、十六路、全屏显示等多种画面分割；

采用录象方式；常规录象，动态录象，视频移动报警录象，定时录象；

字符/时间叠加功能：可以在每一路视频上叠加地点信息，便于查询；

多用户管理：可设置多级管理员权限；

工作日志：详细记录系统工作状态，方便用户管理；

报警：具有报警输入/输出功能，单独设置报警区域和灵敏度

图像亮度/对比度/色度/饱和度随时可调

支持G.729标准音频压缩，线性音频输入，音质好，占硬盘空间少

回放检索：根据时间、日期、摄像机编号分别回放检索

3.5 TOYA SDVR 7IV系统应用

技术的成熟和不断人性化的设计，使得本系统得以全方位进入金融、保险等特殊领域，而且在全能楼宇、文化教育、医学研究、交通指挥管制、在建工程管理、恶劣工况管理、海关及公、检、法商业贸易等诸多领域得到了广泛的应用。

3.6 关于DVD和H264视频格式

问题1：在电脑上，看到低码率的H264格式影片在清晰度上丝毫不比DVD差，但容量却只有DVD的2/5左右，这是为什么？既然如此，何不用H264取代DVD？这样一来，一张D5的碟岂不是能装更多清晰度高的电影？

问题2：按说DVD的清晰度应该比H264高才对（毕竟很多H264是从DVD转换来的），但我在电脑上直接看DVD时，发现其分辨率仅为720X480，而一般的H264的分辨率都在960X540（高于DVD），难道网上那些960X540的H264格式影片压制源都是来自蓝光DVD格式或HDV但据说蓝光和HD-DVD由于采用了新技术，可以以更高码率（高于普通DVD的最大9点几Mbps/s)来重放数字视频，其实这些都不是问题的关键，我想问的是，为何那么高码率的DVD在电脑显示器上看（没有把H264格式的影片接在大屏幕彩电上比较），清晰度就是不如码率比它低那么多的H264（视频码率才1411Kbps,不过1.4Mbps而已）和1080P的高清（下了一个，视频码率和普通DVD相当，5Mbps左右）？难道DVD的MPEG-2压缩技术真落伍了，导致用很大的数据量来压制，反而效果上还比不上数据量比它小很多的H264？

问题1:低码率的H264对硬件要求高,一般的电脑配置根本看不了,看DVD则是P3就够了

问题2:真正的H264分辨率是720P、1080I、1080P三种，没有960X540的，转压后的H264质量和原版的没法比，原版的H264是胶片转压的，不是蓝光或DVD转的，网上的哪些950X540的格式部分来自HD和蓝光，部分则是来是TV高清转压的

五、H.264概述与MPEG-X的区别

随着市场的需求，在尽可能低的存储情况下获得好的图像质量和低带宽图像快速传输已成为视频压缩的两大难题。为此IEO/IEC/和ITU-T两大国际标准化组织联手制定了新一代视频压缩标准H.264。

H.264和以前的标准一样，也是DPCM加变换编码的混合编码模式。但它采用“回归基本”的简洁设计，不用众多的选项，获得比MEPG-4好得多的压缩性能；H.264加强了对各种信道的适应能力，采用“网络友好”的结构和语法，有利于对误友和丢包的处理；H.264应用目标范围较宽，可以满足不同速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求。

在技术上，H.264标准中有多个闪光之处，如统一的VLC符号编码，高精度、多模式的位移估计，基于4块的整数变换、分层的编码语法等。这些措施使得H.264得算法具有很高的编码效率，在相同的重建图像质量下，能够比H.263节约50%左右的码率。H.264的码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，能够很好地适应IP和无线网络的应用。

H.264能以较低的数据速率传送基于联网协议（IP）的视频流，在视频质量、压缩效率和数据包恢复丢失等方面，超越了现有的MPEG-2、MPEG-4和H.26x视频通讯标准，更适合窄带传输。

MPEG-1标准视频编码部分的基本得法与H.261/ H.263相似，也采用运动补偿的帧间预测、二维DCT、VLC游程编码等措施。此外还引入了帧内帧（I）、预测帧（P）、双向预测帧（B）和直流帧（D）等概念，进一步提高了编码效率。在MPEG-1的基础上，MPEG-2标准在提高图像分辨率、兼容数字电视等方面做了一些改进，例如它的运动适量的精度为半像素；在编码运算中（如运动估计和DCT）区分“帧”和“场”；引入了编码的可分级性技术，如空间可分级性、时间可分级性和信噪比可分级性等。近年推出的MPEG-4标准引入了基于视听对象（AVO：Audio-Visual Object）的编码，大提高了视频通信的交互能力和编码效率。　MPEG-4中还采用了一些新的技术，如形状编码、自适应DCT、任意开头视频对象编码等。但是MPEG-4的基本视频编码器还属于和3相似的一类混合编码器。

总之，MPEG毓标准从针对存储媒体的应用发展到适应传输媒体的应用，其核心视频编码的基本框架是和H.261一致的，其中引人注目的MPEG-4的 “基于对象的编码”部分由于尚有技术障碍，目前还难以普遍应用。因此，在此基础上发展起来的新的视频编码建议H.264克服了前者的弱点，在混合编码的框架下引入了新的编码方式，提高了编码效率，在低码流下可达到优质图像质量。