H.264/MPEG-4 Part 10 усовершенствованное кодирование видео (Advanced Video Coding - AVC)

H.264 представляет собой революционный прорыв в технологии сжатия видео. Считается, что он полностью превосходит относительно новый стандарт MPEG-4 Part 2 (SP, ASP), а также имеет преимущество в производительности над кодеками ведущих фирм.
Его преимущество в эффективности кодирования (например, хорошее качество видео при битрэйтах ниже 2 Мб/с) делает возможным его широкое применение, как, например, в потоковом мобильном телевидении, HDTV по IP, расширенном PVR для пользователей ПК. Этот международный стандарт стал ещё более значиммым благодаря внедрению его в 3G (системы цифровой мобильной связи третьего поколения), в DVD Forum, и DVB, считающих MPEG-2 одним из наиболее распространённых форматов цифрового видео в мире.
Превосходство в производительности H.264/AVC делает возможным создание новых моделей предприятий, позволяя операторам предоставлять новые услуги для видео в местах, где они до этого были не доступны, или позволяя упаковывать большее количество каналов видео в недостаточный и дорогостоящий диапазон частот при передаче. (Вероятно), что эти технологии будут внедряться в стандартные видео приложения сферы развлечения (DVD, спутниковое телевидение, цифровое наземное телевидение, VOD, кабельное телевидение, видео по xDSL) и в приложения для передачи видео, как, например, потоковое видео, беспроводное и цифровое кино.

Очень низкая плата за лицензию от MPEG-LA также будет обеспечивать быстрое внедрение на рынок нового стандарта.

Стандарт H.264 обеспечивает усовершенствованную технологию кодирования по методам, схожим с технологией кодирования предыдущих стандартов MPEG. Более высокая производительность и качество обеспечиваются новыми инструментальными средствами, которые включают в себя:

Оценка движения позволяет искать субмакроблоки различного размера, блоки от 16x16 до 4x4. Векторы движения пропускают точность четверти пиксела для сигнала яркости, и точность до 1/8 пиксела для сигнала насыщенности.

H.264 до преобразования выполняет интра-предсказание для интра-кодированных блоков , представленных блоками как 4x4, так и 16x16, и позволяя применить до 9 способов, направленных на предсказание в зависимости от направления. Преобразования остаточной информации осуществляются с блоками 4x4 с модифицированным целым дискретным косинусным преобразованием (ДКП - DCT), которое предотвращает ошибки округления. Применение адаптивного внутриконтурного фильтра увеличивает качество видео.

Стандарт обеспечивает два более производительных процесса энтропийного кодирования. Context-adaptive variable length coding (CAVLC - контекстно-адаптированное кодирование с различной длиной) использует многократную таблицу кодовых комбинаций различной длины для преобразования коэффициента кодирования, учитывая расположение соседнего кодированного блока. Context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC - контекстно-адаптированное двоичное арифметическое кодирование) обеспечивает высокоэффективное корректирование для модели вероятности кодированных данных.

H.264 предусматривает семь профилей:

• Базовый профиль (Baseline Profile) нацелен на кодирование и декодирование в реальном времени для устройств бытовой электроники.


• Основной профиль (Main Profile) в основном нацелен на рынок теле- радиовещания. Поддерживает как видео с интерлэйсом, так и прогрессивное видео с режимами макроблоков или уровнем изображения поле/фрэйм. Использование I, P, B фрэймов, взвешенного предсказания, CAVLC и CABAC для энтропийного кодирования.


• Расширенный профиль (Extended Profile) нацелен на каналы с высоким уровнем ошибок (такие как мобильная связю). Использование I, P, B, SP, SI, поддержка видео с интерлэйсом и прогрессивного видео, допукается только CAVLC кодирование.


• Высокий профиль (High Profile) функционально расширяет основной профиль (Main Profile) для кодирования видео высокого разрешения. Адаптивное 8x8 или 4x4 преобразование, матрицы перцепционной дискретизации.


• Высокий профиль 10 (High 10 Profile) - расширение высокого профиля (High Profile) для видео с разрешением с 10-битными составляющими.


• Высокий профиль 4:2:2 (High 4:2:2 Profile) - поддержка цветового формата 4:2:2 и видео с разрешением с составляющими до 10 бит. Удобен для создания и редактирования видео.


• Высокий профиль 4:4:4 (High 4:4:4 Profile) - поддержка цветового формата 4:4:4 и видео с разрешением с составляющими до 12 бит. Кодирование без потерь качества и прямое кодирование сигнала RGB. Нацелен на создание и редактирование видео и графики профессионального качества.