H.264視頻壓縮標準拓展視頻監(jiān)控的潛力

    視頻壓縮通過減少和去除冗余視頻數(shù)據(jù)的方式，達到有效發(fā)送和存儲數(shù)字視頻文件的目的。在壓縮過程中，需要應用壓縮算法對源視頻進行壓縮以創(chuàng)建壓縮文件，以便進行傳輸和存儲。要想播放壓縮文件，則需要應用相反的解壓縮算法對視頻進行還原，還原后的視頻內容與原始的源視頻內容幾乎完全相同。壓縮、發(fā)送、解壓縮和顯示文件所需的時間稱為延時。在相同處理能力下，壓縮算法越高級，延時就越長。

    視頻編解碼器（編碼器/解碼器）是指兩個協(xié)同運行的壓縮-解壓算法。使用不同標準的視頻編解碼器通常彼此之間互不兼容；也就是說，使用一種標準進行壓縮的視頻內容無法使用另外一種標準進行解壓縮。例如，MPEG-4Part2解碼器就不能與H.264編碼器協(xié)同運行。這是因為一種算法無法正確地對另外一個算法的輸出信號進行解碼，然而我們可以在同一軟件或硬件中使用多種不同的算法，以支持對多種格式的文件進行壓縮。

    由于不同的視頻壓縮標準會使用不同的方法來減少數(shù)據(jù)量，因此壓縮結果在比特率、質量和延時方面也各不相同。

    此外，由于編碼器的設計者可能會選擇使用某個標準所定義的不同工具集，因此，即使是使用相同壓縮標準的編碼器之間，其壓縮結果也可能會存在差異。不過，只要編碼器的輸出信號符合標準的格式以及解碼器的要求，就可以采用不同的實施方式。這是非常有利的，因為不同的實施方式可實現(xiàn)不同的目標，滿足不同的預算要求。對用于管理光介質存儲的非實時專業(yè)軟件編碼器來說，應該能夠比用于視頻會議的集成在手持設備中的實時硬件編碼器提供質量更高的編碼視頻。因此，即使是某個指定的標準也無法保證提供指定的比特率或質量。而且，如果不事先確定實施方式，一個標準就無法與其它標準進行正確的性能對比，甚至也無法與同一標準的其它實施方式進行正確的性能對比。

    與編碼器不同，解碼器必須實施某個標準的所有必需部分，才能對符合標準的比特流進行解碼。這是因為標準中明確規(guī)定了解壓縮算法應如何對壓縮視頻的每個比特進行還原。

    下圖是在相同圖像質量水平下，采用下列視頻標準的比特率對比：M-JPEG，MPEG-4Part2（無運動補償）、MPEG-4Part2（有運動補償）和H.264（基準類）。

圖1.對于視頻序列樣本來說，使用H.264編碼器能夠比使用有運動補償?shù)腗PEG-4編碼器降低50%的比特率(bps)。在沒有運動補償?shù)那闆r下，H.264編碼器的效率至少比MPEG-4編碼器高3倍，比M-JPEG編碼器高6倍。