H.264視頻壓縮原理

從信息論觀點來看，圖像作為一個信源，描述信源的數據是信息量(信源熵)和信息冗余量之和。信息冗余量有許多種，如空間冗余、時間冗余、結構冗余、知識冗余、視覺冗余等，數據壓縮實質上是減少這些冗余量。可見冗余量減少可以減少數據量而不減少信源的信息量。從數學上講，圖像可以看作一個多維函數，壓縮描述這個函數的數據量實質是減少其相關性。

根據圖像信息的組成元素，H.264采用了幀內預測、幀間預測、運動估值和運動補償、整數變換等方式，以提高對圖像的壓縮率。其中幀內預測是H.264根據圖像中相鄰像素可能相同的性質，利用相鄰像素的相關性，采用新的幀內預測模式，通過當前像素塊的左邊和上邊的像素(已編碼重建的像素)進行預測，只對實際值和預測值的差值進行編碼，從而能用較少的比特數來表達幀內編碼的像素塊信息；而幀間預測通過多幀參考和更小運動預測區域等方法對下一幀進行精確預測，從而減少傳輸的數據量，實現降低圖像的時域相關性。H.264把運動估值和幀內預測的殘差結果從時域變換到頻域，使用了類似于4×4離散余弦變換(DCT)的整數變換，而不是像MPEG-2和MPEG-4那樣采用8×8 DCT的浮點數變換。以整數為基礎的空間變換具備效果好、計算快(只需加法與移位運算)，反變換過程中不會出現適配問題等優點，并且結合量化過程，保證了在16位計算系統中，計算結果有最大精度且不會溢出。4×4的變換塊也8×8更能減少塊效應和震鈴效應。

H.264標準的應用，為視頻的網絡傳輸，尤其是低帶寬下(如無線傳輸方式)的傳輸提供了技術支持。在信息爆炸的今天，市場要求設計人員推出產品的速度越來越快，而且為了保持產品的競爭力，在產品價格、產品應用功能特點上要保持足夠優勢，尤其是在多媒體市場領域。海思的SoC芯片在提供了標準算法的基礎上，給予設計人員最大的靈活度以設計合適的產品，大大降低了廠商的投入成本，縮短了廠商的推出新產品的時間，為贏得市場做準備。