MPEG-4和H.264标准各自的特点和比较？

九、MPEG-4和H.264标准各自的特点和比较？

答案    MPEG-4和H.264是目前国际上流行的两种视频压缩标准。MPEG-4是ISO/IEC MPEG制定的标准，它在1999年正式成为国际标准，H.264是ITU-TVCEG与ISO/IEC MPEG联合成立的Joint Video Team（JVT）制定的标准。MPEG-4标准最大的特点就是编码是基于对象的，对一帧中的对象进行分割，然后再进行编码，这样就便于操作和控制对象，也可以利用码率分配方法，对于用户感兴趣的对象多分配一些比特率，得到更好的主观图像质量；H.264标准和以往的视频编码标准一样，都是基于帧的，它相对于MPEG-4标准来说，主要区别如下表： 

项目 H.264标准 MPEG-4

编码技术 帧内 预测 编码 编码时根据周围的宏块进行预测后，对预测值和实际值的差值进行编码，从而大大减少码流 简单的DC,AC系数的差分编码，码流较大

 帧间 预测 编码 除了支持P帧、B帧外，H.264还支持一种新的流间传送帧——SP帧，码流中包含SP帧后，能在有类似内容但有不同码率的码流之间快速切换，同时支持随机接入和快速回放模式 只有P帧、B帧，无法支持H.264支持的随机接入和快速回放模式

  运动补偿可以采用不同的大小和形状，支持7中模式 只有16*16和8*8两种模式

  可以采用1/4或者1/8像素精度的运动估值 采用的是半像素精度的运动估

  提供可选的多帧预测功能 其P帧只有1个参照帧

  支持自适应去除块效应的滤波器，从而可以处理预测环路中的水平和垂直块边缘，大大减少了方块效应 无环路滤波的方法

 整数 变换 基于4*4像素块的类似于DCT的变换，但使用的是以整数为基础的空间变换，不存在反变换因为取舍而存在误差的问题 支持传统的基于8*8像素块的DCT变换

 量化 H.264中，量化步长共有52个值 量化参数只有32个值可选

  熵编码 采用了两种不同的熵编码方法：通用可变长编码（UVLC）和基于上下文的自适应二进制算术编码（CABAC） 根据要编码的数据类型如变换系数、运动矢量等，采用不同的VLC码表。缺点是没有考虑编码符号间的相关性，在中高码率时效果不是很好。

图像质量 H.264的PSNR（峰值信噪比）比MPEG-4平均要高2db

网络传输 定义了视频编码层VCL和网络提取层NAL。进行视频压缩数据的高效组织、表示以及传输 使用传统的机制，不利于网络上丢包处理

错误恢复 改进和创新了多种错误恢复工具。如参数集，灵活的宏块排序，冗余片RS等。这些技术的应用，提高了视频传输的健壮性和抗干扰能力

码流 H.264比MPEG-4在同等图像质量上，码率下降30-50%

运算复杂度 H.264运算复杂度的大幅增加，从而其一路编码的实现成本高于MPEG-4大概20％左右

    结论，由于图像质量是安防应用中的核心问题。模拟的视频图像信号输入到DVR等设备变成数字信号后，经压缩、存储、再经解压缩，其转换的优劣及转换的速度，可以从图像的清晰度、灰度、色彩还原、实时性能等多个方面加以评价，其中清晰度时评价图像质量的最重要的指标。对比H.264和MPEG4标准的实现和测试，在同等码率下，H.264编码重建的图像比MPEG4明显清晰，信噪比高出2dB以上，抛开运算复杂度，H.264相对于MPEG-4标准，具有明显优势。 

    H.264应用适应性强。H.264应用目标范围较宽，可以满足不同速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求。H.264分为四个档次：基本档次为其简单版本，应用面广；主要档次采用了多项提高图像质量和增加压缩比的技术措施，可用于SDTV、HDTV和DVD等；扩展档次可用于各种网络的视频流传输；高级档次主要应用于高清晰度应用，如HDTV和高清DVD等。档次和等级越高，对应的清晰度越好，相应的速率也越高，解码越复杂。

    编解码标准与文件封装格式无特定关系，为了适应不同的传输条件，通常采用同一编码标准的文件，可采用多种文件封装格式。 

    采用MPEG-4编码的内容与H.264编码的内容文件封装格式可以为多种，包括ISMA格式（.mp4），存储播放格式（.avi），MPEG2 PS或TS格式（.mpg）等，并且均能够封装成为VC-1编码。这是微软向SMPTE组织提交的视频编码标准，目前正在标准化进程中，采用VC-1编码的内容，文件封装格式必须遵循微软公司定义的格式，包括.wmv、.asf、.mf。