H.264视频压缩标准拓展视频监控的潜力

7.H.264的效率

    H.264将视频压缩技术提升到一个新的高度。在H.264中，将通过新的高级帧内预测方法对I帧进行编码。这种方法通过对帧中每个宏块内较小的像素块进行连续预测，可以大大减少I帧所占的数据位并保持较高的质量。这一点可通过在与进行帧内编码的新4×4像素块相邻接的前几个编码像素中，寻找匹配的像素来实现。通过重复利用已编码的像素值，可以极大地减少需要编码的位数。新的帧内预测功能是H.264技术的关键部分，实验证明，这种方法非常有效。与只使用I帧的M-JPEG视频流相比，只使用I帧的H.264视频流的文件大小要小得多。

图6.在由16个像素块构成的宏块中，对其中1个像素块内的4×4像素进行编码时，帧内预测所采用的几种模式的图示。在宏块的16个像素块中，每个像素块都可以使用不同的模式进行编码。

     上图文字：

图7.以上是H.264帧内预测方法的效率图示。通过这种方法，帧内预测图像将“免费”发送。只需对残留图像和帧内预测模式进行编码，就可以生成输出图像。

    对P帧和B帧进行编码时所采用的基于块的运动补偿，在H.264中也得到了改进。H.264编码器可以在一个或多个参考帧的少数或众多区域内，以低至子像素的精度搜索匹配的块。为了提高匹配率，可以对块的大小和形状进行调整。在参考帧中，对于找不到匹配块的区域，将会使用帧内编码的宏块。H.264基于块的运动补偿具有高度的灵活性，非常适合人群比较拥挤的监控场所，因为它能够保证较高的质量，以满足严格的应用要求。运动补偿是视频编码器要求最严格的一个方面，H.264编码器实施运动补偿的不同方式以及其实施程度，将会影响视频压缩的效率。

    对于H.264，通过使用环内去块效应滤波器，可以减少在使用M-JPEG和MPEG标准（而不是H.264标准）的高度压缩视频中通常出现的图像模糊现象。此过滤器能够通过自适应强度使块边缘变得平滑，从而确保输出几乎完美无缺的解压缩视频。

图8.从右边的图中我们可以看到，在应用了去块效应滤波器之后，左图中高度压缩图像的块状效应已经大大降低。