视频会议系统主流视频编码协议介绍

1、什么是H.261编码协议

答：H.261是早出现的视频编码协议，它采用的算法结合了可减少时间冗余的帧间预测和可减少空间冗余的DCT变换的混合编码方法，其输出码率是p×64kbit/s。p取值较小时，只能传清晰度不太高的图像，适合于面对面的电视电话；p取值较大时（如 p＞6），可以传输清晰度较好的会议电视图像。该标准主要针对ISDN电话线的视频会议，可视电话等，ISDN的基本速率为64kbps，可以使用多路复用(p×64kbps)。

2、什么是H.263编码协议？

答:1996年3月ITU-T制定的H.263标准是一种用于低比特率视频业务中运动图像部分的压缩编码方法。视频编码算法的基本思想是基于ITU-T的H.261标准，把减少空间冗余的帧内预测法和减少时间冗余的变换编码法结合起来。编码器有运动补偿能力，并有一些功能、编码方法选项。与采用全象素精度和一个环形滤波器的H.261标准的运动补偿比较，H.263标准采用了半象素精度位移估值。除了基本的视频源编码算法外，为了改善性能，它包含4个可选的编码方案：非限制运动矢量，先进预测模式，PB帧模式和基于语法的算术编码。H.263是对原有标准的修订和改进，包括图像格式、总开销和减少方块效应等。尽管这些选项使编码器复杂，但能显著改善图像的质量。 

为了提高编码效率，1997年9月ITU-T又制定了H.263+（H.263的第二版）标准，它是兼容H.263的。H.263+能更好的提高恢复图像的质量和压缩性能，有广阔的应用前景。H.263+在H.263的基础上实施了许多改进，它允许使用更多的图像格式、图像形状和时钟频率。这就增加了H.263+应用的灵活性。另外，图像大小、形状和时钟频率可以在H.263+的比特流中给出。H.263+在H.263的基础上的另一个重要改进是采用可放缩性，它能提高视频信息在易出错、数据丢失或不同环境中的传输正确率，进一步限制图像。

3、什么是H.264(MPEG-4 Part 10) 编码协议？其技术亮点是什么？

答： H.264是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的MPEG（活动图像编码专家组）的联合视频组（JVT：joint video team）开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264(MPEG-4 Part 10) ，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。1998年1月份开始草案征集，1999年9月，完成第一个草案，2001年5月制定了其测试模式TML-8，2002年6月的 JVT第5次会议通过了H.264(MPEG-4 Part 10) 的FCD板。 

H.264(MPEG-4 Part 10) 和以前的标准一样，也是DPCM加变换编码的混合编码模式。但它采用“回归基本”的简洁设计，不用众多的选项，获得比H.263++好得多的压缩性能；加强了对各种信道的适应能力，采用“网络友好”的结构和语法，有利于对误码和丢包的处理；应用目标范围较宽，以满足不同速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求；它的基本系统是开放的，使用无需版权。

在技术上，H.264(MPEG-4 Part 10) 标准中有多个闪光之处，如统一的VLC符号编码，高精度、多模式的位移估计，基于4×4块的整数变换、分层的编码语法等。这些措施使得H.264(MPEG-4 Part 10) 算法具有很的高编码效率，在相同的重建图像质量下，能够比H.263节约50％左右的码率。H.264(MPEG-4 Part 10) 的码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，能够很好地适应IP和无线网络的应用。 

技术亮点:

（1）分层设计 

H.264(MPEG-4 Part 10) 的算法在概念上可以分为两层：视频编码层（VCL：Video Coding Layer）负责高效的视频内容表示，网络提取层（NAL：Network Abstraction Layer）负责以网络所要求的恰当的方式对数据进行打包和传送。在VCL和NAL之间定义了一个基于分组方式的接口，打包和相应的信令属于NAL的一部分。这样，高编码效率和网络友好性的任务分别由VCL和NAL来完成。 

（2）高精度、多模式运动估计 

H.264(MPEG-4 Part 10) 支持1/4或1/8像素精度的运动矢量。在1/4像素精度时可使用6抽头滤波器来减少高频噪声，对于1/8像素精度的运动矢量，可使用更为复杂的8抽头的滤波器。在进行运动估计时，编码器还可选择“增强”内插滤波器来提高预测的效果。 

（3）4×4块的整数变换 

H.264(MPEG-4 Part 10) 与先前的标准相似，对残差采用基于块的变换编码，但变换是整数操作而不是实数运算，其过程和DCT基本相似。这种方法的优点在于：在编码器中和解码器中允许精度相同的变换和反变换，便于使用简单的定点运算方式。也就是说，这里没有“变换误差”。变换的单位是4×4块，而不是以往常用的8×8块。由于用于变换块的尺寸缩小，运动物体的划分更精确，这样，不但变换计算量比较小，而且在运动物体边缘处的衔接误差也大为减小。 

（4）统一的VLC 

H.264(MPEG-4 Part 10) 中熵编码有两种方法，一种是对所有的待编码的符号采用统一的VLC（UVLC ：Universal VLC），另一种是采用内容自适应的二进制算术编码（CABAC：Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）。CABAC是可选项，其编码性能比UVLC稍好，但计算复杂度也高。UVLC使用一个长度无限的码字集，设计结构非常有规则，用相同的码表可以对不同的对象进行编码。这种方法很容易产生一个码字，而解码器也很容易地识别码字的前缀，UVLC在发生比特错误时能快速获得重同步。 

（5）帧内预测 

在先前的H.26x系列和MPEG-x系列标准中，都是采用的帧间预测的方式。在H.264(MPEG-4 Part 10) 中，当编码Intra图像时可用帧内预测。对于每个4×4块（除了边缘块特别处置以外），每个像素都可用17个接近的先前已编码的像素的不同加权和（有的权值可为0）来预测，即此像素所在块的左上角的17个像素。显然，这种帧内预测不是在时间上，而是在空间域上进行的预测编码算法，可以除去相邻块之间的空间冗余度，取得更为有效的压缩。 

（6）面向IP和无线环境 

H.264(MPEG-4 Part 10)  草案中包含了用于差错消除的工具，便于压缩视频在误码、丢包多发环境中传输，如移动信道或IP信道中传输的健壮性。