H.264基本介绍技术要点性能比较

H.264或MPEG-4第2003部分（AVC，高级视频编码）是国际电信标准化部门ITU-T和国际标准化组织ISO / IEC于264年共同推出的最新一代视频压缩标准。目前，H.XNUMX标准已广泛用于有线/无线视频远程监控，网络交互媒体，数字电视和视频会议等。
中文名称H.264 +别名MPEG-4 Part 10 2003年高质量视频压缩的标准时间
目录

1基本介绍
2技术亮点
3性能比较
基本介绍
H.264是由ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO / IEC的MPEG（运动图像编码专家组）的联合视频小组（JVT：联合视频小组）开发的新的数字视频。
视频服务器

视频服务器
编码标准是ITU-T H.264和ISO / IEC MPEG-4第10部分。草案征集于1998年1999月开始。第一稿于8年2001月完成。测试模型TML-264于5月开发。 2002年，在2003年264月举行的JVT第263次会议上通过了H.264的FCD委员会。 H.4于4年264月正式发布。与以前的标准一样，H.50也是DPCM加变换编码的混合编码模式。但是，它采用了“回归基础”的简单设计，没有太多选择，并且获得了比H.263 ++更好的压缩性能。增强对各种信道的适应性，采用“网络友好”的结构和语法，有利于差错和丢包的处理；广泛的应用目标，以满足不同速度，不同分辨率和不同传输（存储）场合的需求；它的基本系统是开放的，不需要任何版权。从技术上讲，H.264标准中有许多亮点，例如统一的VLC符号编码，高精度，多模式位移估计，基于XNUMX×XNUMX块的整数转换以及分层编码语法。这些措施使得H.XNUMX算法具有很高的编码效率，在相同的重建图像质量下，比H.XNUMX可以节省大约XNUMX％的编码率。 H.XNUMX的代码流结构具有很强的网络适应性，增加了错误恢复能力，并且可以很好地适应IP和无线网络应用。
技术亮点

分层设计
H.264算法在概念上可以分为两层：视频编码层（VCL：视频编码层）负责有效的视频内容表示，而网络抽象层（NAL：网络抽象层）负责适当的方式网络包需要和传输数据。在VCL和NAL之间定义了一个基于数据包的接口，打包和相应的信令是NAL的一部分。这样，VCL和NAL分别完成了高编码效率和网络友好性的任务。 VCL层包括基于块的运动补偿混合编码和一些新功能。像以前的视频编码标准一样，H.264在草案中不包括诸如预处理和后处理之类的功能，这可以增加标准的灵活性。 NAL负责使用基础网络的分段格式封装数据，包括成帧，逻辑信道的信令，时序信息的使用或序列结束信号。例如，NAL支持电路交换通道上的视频传输格式，并使用RTP / UDP / IP支持Internet上的视频传输格式。 NAL包括其自己的报头信息，段结构信息和实际负载信息，即，上层VCL数据。（如果使用数据分段技术，则数据可能包含几个部分）。
高精度，多模式运动估计

H.264支持1/4或1/8像素精度的运动矢量。在1/4像素的精度下，可以使用6抽头滤波器来减少高频噪声。对于具有1/8像素精度的运动矢量，可以使用更复杂的8抽头滤波器。在执行运动估计时，编码器还可以选择“增强型”插值滤波器以提高预测效果。在H.264的运动预测中，可以将宏块（MB）划分为不同的子块，如图2所示，从而形成7种不同模式的块大小。这种多模式的灵活细致的划分更适合于图像中实际运动物体的形状，从而大大提高了运动估计的准确性。这样，在每个宏块中可以包括1、2、4、8或16个运动矢量。在H.264中，允许编码器使用一个以上的前一帧进行运动估计，这就是所谓的多帧参考技术。例如，如果2或3帧仅仅是编码的参考帧，则编码器将为每个目标宏块选择更好的预测帧，并为每个宏块指示哪个帧用于预测。
整数转换

H.264与以前的标准相似，对残差使用基于块的变换编码，但是变换是整数运算而不是实数运算，其处理基本上类似于DCT。该方法的优点是在编码器和解码器中允许相同的精度变换和逆变换，并且使用简单的定点运算很方便。换句话说，不存在“逆变换误差”。变换的单位是4×4块，而不是过去通常使用的8×8块。随着变换块的尺寸减小，运动对象的分割更加精确，从而不仅变换计算量较小，而且运动对象边缘的会聚误差也大大减小。为了使小尺寸块转换方法在图像的较大平滑区域中的块之间不产生灰度级差异，帧内宏块亮度数据的16个4×4块的DC系数（每个小块16 ，总共4个）执行第二个4×2块变换，并对2个4×4个色度数据块的DC系数（每个小块一个，共4个）的DC系数执行4×XNUMX块变换。
为了提高H.264的速率控制能力，将量化步长的变化控制在大约12.5％，而不是恒定增加。变换系数幅度的归一化在逆量化处理中进行，以降低计算复杂度。为了强调颜色的保真度，色度系数采用较小的量化步长。
统一VLC

H.264中有两种熵编码方法，一种是对要编码的所有符号使用统一VLC（UVLC：通用VLC），另一种是使用内容自适应二进制算术编码（CABAC：上下文自适应二进制）算术编码）。 CABAC是可选的，其编码性能比UVLC稍好，但计算复杂度也更高。 UVLC使用无限长度的代码字集，并且设计结构非常规则，并且可以使用同一代码表对不同的对象进行编码。此方法可以轻松生成代码字，并且解码器可以轻松识别代码字的前缀，并且当发生误码时，UVLC可以快速获得重新同步。
帧内预测

在以前的H.26x系列和MPEG-x系列标准中，使用了帧间预测方法。在H.264中，对帧内图像进行编码时可以使用帧内预测。对于每个4×4块（边缘块的特殊处理除外），可以使用17个最接近的先前编码像素（某些权重可以为0）的不同加权和来预测每个像素，也就是说，该像素为17个像素在该块的左上角。显然，这种帧内预测不是及时的，而是在空间域中执行的预测编码算法，可以消除相邻块之间的空间冗余并实现更有效的压缩。
如图4所示，在4×4正方形中的a，b，...，p是要被预测的16个像素，并且A，B，...，P是已经被编码的像素。例如，可以通过公式（J + 2K + L + 2）/ 4或公式（A + B + C + D + I + J + K + L）/ 8预测点m的值，等。根据所选的预测参考点，亮度有9种不同的模式，而色度的帧内预测只有1种模式。

适用于IP和无线环境
H.264草案包含用于消除错误的工具，以促进在频繁出错和丢包的环境中传输压缩视频，例如在移动信道或IP信道中的传输的鲁棒性。为了抵抗传输错误，可以通过使用帧内图像刷新来实现H.264视频流中的时间同步，并且切片结构编码支持空间同步。同时，为了便于在发生位错误之后进行重新同步，在图像的视频数据中还提供了一定的重新同步点。另外，帧内宏块刷新和多个参考宏块允许编码器在确定宏块模式时不仅考虑编码效率，而且考虑传输信道的特性。
在H.264中，除了使用量化步长的变化来适应信道码率之外，还经常使用数据分段方法来处理信道码率的变化。一般而言，数据分段的概念是在编码器中生成具有不同优先级的视频数据，以支持网络中的服务质量QoS。例如，采用基于语法的数据分区方法，根据其重要性将每个帧的数据分为几个部分，这样，当缓冲区溢出时，次重要的信息将被丢弃。还可以采用类似的时间数据划分方法，该方法通过在P和B帧中使用多个参考帧来实现。
在无线通信的应用中，我们可以通过更改每个帧的量化精度或空间/时间分辨率来支持无线信道的大比特率更改。但是，在多播的情况下，不可能要求编码器响应变化的比特率。因此，与MPEG-4中使用的FGS（精细粒度可缩放性）方法（效率较低）不同，H.264使用流切换SP帧代替分层编码。
性能比较

TML-8是针对H.264的测试。测试结果提供的PSNR清楚地表明，与MPEG-4（ASP：高级简单配置文件）和H.263 ++（HLP：高延迟配置文件）的性能相比，H.264的结果具有明显的优势。
H.264的PSNR明显优于MPEG-4（ASP）和H.263 ++（HLP）。在6种速度的比较测试中，H.264的PSNR平均比MPEG-2（ASP）高4dB。平均比H.3（HLP）高263dB。 6种测试速率及其相关条件为：32 kbit / s速率，10f / s帧速率和QCIF格式； 64 kbit / s速率，15f / s帧速率和QCIF格式； 128kbit / s速率，15f / s帧速率和CIF格式； 256kbit / s速率，15f / s帧速率和QCIF格式； 512 kbit / s速率，30f / s帧速率和CIF格式； 1024 kbit / s速率，30f / s帧速率和CIF格式。

多远（长）发射机盖？

传输范围取决于许多因素。真正的距离是基于该天线安装高度，天线增益，使用环境像建筑物和其他障碍物，接收机的灵敏度，接收机的天线。安装天线更高，并使用在农村，距离将更为深远。

实例5W FM发射器在城市和家乡使用：

我有GP天线的美国客户使用5W调频发射器在他的家乡，他与汽车进行测试，它涵盖10km（6.21mile）。

我测试与GP天线5W FM发射器在我的家乡，它覆盖约2km（1.24mile）。

我测试在广州市GP天线5W FM发射，它覆盖大约只有300meter（984ft）。

下面是不同的功率调频发射机的大致范围。（范围为直径）

0.1W〜5W FM发射器：100M〜1KM

5W〜15W FM Ttransmitter：1KM〜3KM

15W〜80W FM发射器：3KM〜10KM

80W〜500W FM发射器：10KM〜30KM

500W〜1000W FM发射器：30KM〜50KM

1KW〜2KW FM发射器：50KM〜100KM

2KW〜5KW FM发射器：100KM〜150KM

5KW〜10KW FM发射器：150KM〜200KM

如何联系我们的发射器？

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