H.264是由ISO/IEC與ITU-T組成的聯(lián)合視頻組(JVT)制定的新一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。1996年制定H.263標(biāo)準(zhǔn)后,ITU-T的視頻編碼專家組(VCEG)開始了兩個(gè)方面的研究:一個(gè)是短期研究計(jì)劃,在H.263基礎(chǔ)上增加選項(xiàng)(之后產(chǎn)生了H.263+與H.263++);另一個(gè)是長(zhǎng)期研究計(jì)劃,制定一種新標(biāo)準(zhǔn)以支持低碼率的視頻通信。長(zhǎng)期研究計(jì)劃產(chǎn)生了H.26L標(biāo)準(zhǔn)草案,其目標(biāo)是研制出新的壓縮標(biāo)準(zhǔn),與以前的任何標(biāo)準(zhǔn)相比,效率要提高一倍,同時(shí)具有簡(jiǎn)單、直觀的視頻編碼技術(shù),網(wǎng)絡(luò)友好的視頻描述,適合交互和非交互式應(yīng)用(廣播、存儲(chǔ)、流煤體)。
2001年,ISO的MPEG組織認(rèn)識(shí)到H.26L潛在的優(yōu)勢(shì),隨后ISO與ITU開始組建包括來自ISO/IEC MPEG與ITU-T VCEG的聯(lián)合視頻組(JVT),JVT的主要任務(wù)就是將H.26L草案發(fā)展為一個(gè)國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)。于是,在ISO/IEC中該標(biāo)準(zhǔn)命名為AVC(Advanced Video Coding),作為MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的第10個(gè)選項(xiàng);在ITU-T中正式命名為H.264標(biāo)準(zhǔn),并在2003年3月正式獲得批準(zhǔn)。2005年1月,MPEG組織正式發(fā)布了H.264驗(yàn)證報(bào)告,從各個(gè)方面論證了H.264的可用性以及各種工具集的效果,從標(biāo)準(zhǔn)的角度,印證H.264的成熟性。
H.264使圖像壓縮技術(shù)上升到了一個(gè)更高的階段,能夠在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸,該優(yōu)點(diǎn)非常適合國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商用戶量大、接入網(wǎng)/骨干網(wǎng)帶寬相對(duì)有限的狀況。在同等的畫質(zhì)下,H.264比上一代編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG2平均節(jié)約64%的傳輸碼流,而比MPEG4 ASP要平均節(jié)約39%的傳輸碼流。全球很多IPTV業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商都將H.264作為編解碼格式的標(biāo)準(zhǔn),包括比利時(shí)電信,荷蘭KPN,泰國(guó)ADC電信,中國(guó)電信等。
H.264的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在:
(1)在相同的重建圖像質(zhì)量下,H.264比H.263+和MPEG-4(SP)減小50%碼率。
(2)對(duì)信道時(shí)延的適應(yīng)性較強(qiáng),既可工作于低時(shí)延模式以滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),如會(huì)議電視等;又可工作于無時(shí)延限制的場(chǎng)合,如視頻存儲(chǔ)等。
(3)提高網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性,采用“網(wǎng)絡(luò)友好”的結(jié)構(gòu)和語法,加強(qiáng)對(duì)誤碼和丟包的處理,提高解碼器的差錯(cuò)恢復(fù)能力。
(4)在編/解碼器中采用復(fù)雜度可分級(jí)設(shè)計(jì),在圖像質(zhì)量和編碼處理之間可分級(jí),以適應(yīng)不同復(fù)雜度的應(yīng)用。
相對(duì)于先期的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn),H.264引入了很多先進(jìn)的技術(shù),包括4×4整數(shù)變換、空域內(nèi)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)、1/4象素精度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、多參考幀與多種大小塊的幀間預(yù)測(cè)技術(shù)等。新技術(shù)帶來了較高的壓縮比,同時(shí)大大提高了算法的復(fù)雜度。
H.264從標(biāo)準(zhǔn)制定到頒布,一直是ITU、MPEG、DVD、DVB、3GPP等工業(yè)化組織共同推進(jìn)的視頻編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。目前,H.264技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)迅速進(jìn)入到視頻服務(wù)、媒體制作發(fā)行、固定及移動(dòng)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)開發(fā)、設(shè)備終端制造、芯片開發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域。其中的主要芯片產(chǎn)品有海思半導(dǎo)體GOAL Hi3510視頻編解碼,科勝訊H.264/MPEG4 AVC雙芯片方案,TI達(dá)芬奇DM644X系列,ST公司STi7100系列,博通BCM7411D編解碼晶片,以及Sigma Designs支持高階光盤H.264解碼芯片SMP8630系列等。