Кодек H.264 - прогрессивная технология сжатия видеосигнала 

Представленный в 2008 году новый формат сжатия видеосигнала H.264, совместно разработанный организациями ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) совместно и ISO / IEC Moving Picture Experts Group (MPEG), стал ответом на растущие аппетиты видеонаблюдения в отношении пропускной способности сетей и объемов хранения данных.

Финальный черновой вариант стандарта был представлен в 2003 году, а на данный момент активно используется в цифровом телевидении высокого разрешения (HDTV), при создании видеороликов на iPod компании Apple, в новом поколении DVD-дисков высокого разрешения (Blu-ray).

Благодаря приходу стандарта H.264, сектор мегапиксельных камер начинает свой рост. Это напрямую связано с требованиями к объему хранения данных, генерируемых камерой высокого разрешения, которые успешно решает кодер нового формата.

Он способен уменьшить объем файла с цифровым видео на 80% по сравнению со степенью сжатия алгоритмом формата Motion JPEG при аналоговых показателях визуального качества, а по сравнению с форматом MPEG-4 - на 40-50% от размера видеофайла.

Такие результаты связаны с новыми возможностями, позволяющими эффективно повысить сжатие видеосигнала:

• Многокадровое предсказание кадров

Сюда входит более гибкое использование сжатых ранее кадров в качестве опорных; независимость порядка воспроизведения изображений и порядка опорных изображений без жесткой зависимости между порядком следования изображений для использования при компенсации движения и порядком следования изображений при воспроизведении; независимость методов обработки изображений и возможности их использования для предсказания движения; компенсация движения с блоком переменного размера (от 16х16 до 4х4 пикселя);векторы движения, выводящие за границы изображения; шеститочечная фильтрация компонента яркости для повышения четкости изображения.

• Пространственное предсказание от краев соседних блоков для I-кадров.
  

За счет новой методики экстраполяции краев ранее декодированных частей изображения повышает качество изображения. 

• Сжатие макроблоков без потерь методом, при котором видеоданные

представлены непосредственно, и точно описываются определенные области и допускается строгое ограничение на количество закодированных данных для каждого макроблока.

• Новые функции преобразования включают в себя точное целочисленное

преобразование пространственных блоков 4х4 и 8х8; адаптивый выбор кодеком между размерами блока 4х4 и 8х8; дополнительное преобразование, применяющееся к дискретно-косинусным коэффициентам основного пространственного преобразования. 
Внутренний фильтр дебокинга в цикле кодирования и др.

Как работает стандарт H.264

Данный стандарт является стандартом блочного кодирования видеоданных с использованием компенсации движения, которая основана на использовании векторов перемещения областей кадра для предсказания каких-либо изменений в изображении. 

Высокая степень корреляции двух последовательных кадров позволяет кодировать не картинку целиком, а только векторов перемещения различных частей изображения. При этом кодируется предсказанная разница между текущим кадром и его областями, которые присутствуют на других кадрах (ссылочых) со смещением относительно оригинального положения ("промежуточное предсказание"). 

Промежуточное предсказание может быть основано на одном (макроблоки P) или двухссылочном кадре (макроблоки B). 

Стандартом предусмотрено инфракодирование с целью обеспечения доступа к произвольным участкам видеоизображения и повышения степени защищенности от ошибок. При инфрокадировании кодированные данные не зависят от содержания и характера сторонних изображений, в отличие от случая с применением промежуточного предсказания.