在極低碼率（32-128Kbps）的情況下，H.264與MPEG-4相比具有性能倍增效應，即：相同碼率的H.26L媒體流和MPEG-4媒體流相比，H.26L擁有大約3個分貝的增益（畫質水平倍增）。32Kbps的H.26L媒體流，其信躁比與128K的MPEG-4媒體流相近。即在同樣的畫面質量下，H.264的碼率僅僅為MPEG-4的四分之一。
　　
　　H.264/AVC核心技術概覽
　　
　　這個新的標準是由下面幾個處理步驟組成的：
　　
　　幀間和幀內預測
　　
　　變換（和反變換）
　　
　　量化（和反量化）
　　
　　環路濾波
　　
　　熵編碼
　　
　　單張的圖片流組成了視頻，它能分成16X16像素的"宏塊"，這種分塊方法簡化了在視頻壓縮算法中每個步驟的處理過程。舉例來說，從標準清晰度標準視頻流解決方案（720X480）中截取的一幅圖片被分成1350（45X30）個宏塊，然后在宏塊的層次進行進一步的處理。
　　
　　幀間預測
　　
　　改良的運動估計。運動估計用來確定和消除存在于視頻流中不同圖片之間的時間冗余。當運動估計搜索是根據過去方向的圖片，那么被編碼的圖片稱為"P幀圖片"，當搜索是根據過去和將來兩種方向的圖片，那么被編碼的圖片被稱為"B幀圖片"。
　　
　　為了提高編碼效率，為了包含和分離在"H.264運動估計-改良的運動估計"圖中的運動宏塊，宏塊被拆分成更小的塊。然后，以前或將來的圖片的運動矢量被用來預測一個給定的塊。H.264/MPEG-4AVC發明了一種更小的塊，它具有更好的靈活性，在運動矢量方面可以有更高的預測精度。
　　
　　H.264運動估計-改良的運動估計
　　
　　幀內預測
　　
　　不能運用運動估計的地方，就采用幀內估計用來消除空間冗余。內部估計通過在一個預定義好的集合中不同方向上的鄰近塊推測相鄰像素來預測當前塊。然后預測塊和真實塊之間的不同點被編碼。這種方法是H.264/MPEG-4AVC所特有的，尤其對于經常存在空間冗余的平坦背景特別有用。一個例子就是下邊展示的"H.264內部估計"。
　　
　　H.264內部估計
　　
　　變換
　　
　　運動估計和內部估計后的結果通過變換被從空間域轉換到頻率域。H.264/MPEG-4AVC使用整數DCT4X4變換。而MPEG-2和MPEG-4使用浮點DCT8X8變換。更小塊的H.264/MPEG-4AVC減少了塊效應和明顯的人工痕跡。整數系數消除了在MPEG-2和MPEG-4中進行浮點系數
　　
　　運算時導致的精度損失。
　　
　　H.264變換
　　
　　量化
　　
　　變換后的系數被量化，減少了整數系數的預測量和消除了不容易被感知高頻系數。這個步驟也用來控制輸出的比特率維持在一個基本恒定的常量。
　　
　　H.264量化/碼率控制
　　
　　環路濾波
　　
　　H.264/MPEG-4AVC標準定義了一個對16X16宏塊和4X4塊邊界的解塊過濾過程。在宏塊這種情況下，過濾的目的是消除由于相鄰宏塊有不同的運動估計類型（比如運動估計和內部估計）或者不同的量化參數導致的人工痕跡。在塊邊界
　　
　　這種情況下，過濾的目的是消除可能由于變換/量化和來自于相鄰塊運動矢量的差別引起的人工痕跡。環路濾波通過一個內容自適應的非線性算法修改在宏塊/塊邊界的同一邊的兩個像素。
　　
　　熵編碼
　　
　　在熵編碼之前，4X4的量化系數必須被重排序。根據這些系數原來采用的預測算法為運動估計或者內部估計的不同來選擇不同的掃描類型創建一個重排序的串行化流。掃描類型按照從低頻到高頻的順序排序這些系數。既然高頻系數大多數趨向于零，那么利用游程編碼就可以縮減零的數目，從而高效的達到熵編碼的目的。
　　
　　H.264熵編碼-系數的串行化
　　
　　在熵編碼步驟通過映射符號的字節流來表示運動矢量，量化系數和宏塊頭。熵編碼通過設計用一個較少的比特位數來表示頻繁使用的符號，比較多的比特位數來表示不經常使用的符號。

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