H.264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)拓展視頻監(jiān)控的潛力

7.H.264的效率

    H.264將視頻壓縮技術(shù)提升到一個(gè)新的高度。在H.264中，將通過(guò)新的高級(jí)幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法對(duì)I幀進(jìn)行編碼。這種方法通過(guò)對(duì)幀中每個(gè)宏塊內(nèi)較小的像素塊進(jìn)行連續(xù)預(yù)測(cè)，可以大大減少I幀所占的數(shù)據(jù)位并保持較高的質(zhì)量。這一點(diǎn)可通過(guò)在與進(jìn)行幀內(nèi)編碼的新4×4像素塊相鄰接的前幾個(gè)編碼像素中，尋找匹配的像素來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)重復(fù)利用已編碼的像素值，可以極大地減少需要編碼的位數(shù)。新的幀內(nèi)預(yù)測(cè)功能是H.264技術(shù)的關(guān)鍵部分，實(shí)驗(yàn)證明，這種方法非常有效。與只使用I幀的M-JPEG視頻流相比，只使用I幀的H.264視頻流的文件大小要小得多。

圖6.在由16個(gè)像素塊構(gòu)成的宏塊中，對(duì)其中1個(gè)像素塊內(nèi)的4×4像素進(jìn)行編碼時(shí)，幀內(nèi)預(yù)測(cè)所采用的幾種模式的圖示。在宏塊的16個(gè)像素塊中，每個(gè)像素塊都可以使用不同的模式進(jìn)行編碼。

     上圖文字：

圖7.以上是H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法的效率圖示。通過(guò)這種方法，幀內(nèi)預(yù)測(cè)圖像將“免費(fèi)”發(fā)送。只需對(duì)殘留圖像和幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式進(jìn)行編碼，就可以生成輸出圖像。

    對(duì)P幀和B幀進(jìn)行編碼時(shí)所采用的基于塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，在H.264中也得到了改進(jìn)。H.264編碼器可以在一個(gè)或多個(gè)參考幀的少數(shù)或眾多區(qū)域內(nèi)，以低至子像素的精度搜索匹配的塊。為了提高匹配率，可以對(duì)塊的大小和形狀進(jìn)行調(diào)整。在參考幀中，對(duì)于找不到匹配塊的區(qū)域，將會(huì)使用幀內(nèi)編碼的宏塊。H.264基于塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償具有高度的靈活性，非常適合人群比較擁擠的監(jiān)控場(chǎng)所，因?yàn)樗�能夠保證較高的質(zhì)量，以滿足嚴(yán)格的應(yīng)用要求。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償是視頻編碼器要求最嚴(yán)格的一個(gè)方面，H.264編碼器實(shí)施運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牟煌�方式以及其�?shí)施程度，將會(huì)影響視頻壓縮的效率。

    對(duì)于H.264，通過(guò)使用環(huán)內(nèi)去塊效應(yīng)濾波器，可以減少在使用M-JPEG和MPEG標(biāo)準(zhǔn)（而不是H.264標(biāo)準(zhǔn)）的高度壓縮視頻中通常出現(xiàn)的圖像模糊現(xiàn)象。此過(guò)濾器能夠通過(guò)自適應(yīng)強(qiáng)度使塊邊緣變得平滑，從而確保輸出幾乎完美無(wú)缺的解壓縮視頻。

圖8.從右邊的圖中我們可以看到，在應(yīng)用了去塊效應(yīng)濾波器之后，左圖中高度壓縮圖像的塊狀效應(yīng)已經(jīng)大大降低。