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Advanced Video Coding / H.264 / MPEG-4 Part 10Advanced video coding for generic audiovisual services

開始年2003年
初版2004年8月17日 (2004-08-17)
最新版14.0
2021年8月22日 (2021-08-22)
組織ITU-T, ISO, IEC
委員会SG16 (VCEG), MPEG
元になった標準H.261, H.262 (MPEG-2 Video), H.263, MPEG-1
関連する標準H.265 (HEVC), H.266 (VVC)
ドメインVideo compression
ライセンスMPEG LA[1]
ウェブサイトhttps://www.itu.int/rec/T-REC-H.264

H.264（エイチにいろくよん）、MPEG-4 AVC（エムペグフォーエーブイシー）は、動画圧縮規格の一つ。

ITU-Tでは「H.264」として、2003年初めに勧告された。ISO/IECでは、ISO/IEC 14496-10「MPEG-4 Part 10 Advanced Video Coding（通称：MPEG-4 AVC）」として規定されている。どちらも技術的には同一のものであり、ITU-TとISO/IECが共同で策定したため、両者の呼称を「H.264/MPEG-4 AVC」「MPEG-4 AVC/H.264」と併記することが多い。規格文書では「ITU-T Rec. H.264 。ISO/IEC 14496-10 Advanced Video Coding」と縦線で区切られているため、「H.264|MPEG-4 AVC」などとすることもある。主にソフトウェア内部の識別子として「AVC1」も使われている。

従来方式であるMPEG-2などの2倍以上の圧縮効率を実現する。携帯電話などの低ビットレート用途から、HDTVクラスの高ビットレート用途に至るまで幅広く利用されることを想定している。
技術概要

圧縮アルゴリズムの原理は、従来方式のMPEG-1、MPEG-2、H.261、H.263、MPEG-4などと基本的には同様で、空間変換やフレーム間予測、量子化、エントロピー符号化を採用している。H.264ではこれらのツールに対して非常に多数の改良が施されており、算術符号化やフィルタなどのツールも追加されている。さらに、画像特徴に応じて多彩なモードを適応的に使い分けることで、従来方式をはるかにしのぐ圧縮効率を達成している。
整数変換

従来規格のMPEG-1、MPEG-2やH.261では16×16画素、H.263、MPEG-4では8×8画素のブロック（マクロブロック）を単位として、原画像ないしフレーム間予測の予測誤差画像の離散コサイン変換 (DCT) 係数を求め、その係数を量子化している。このとき、コサイン関数を用いるため、実数精度の演算が必要となる。これに対しH.264では、16ビット整数精度で演算が可能な整数変換を採用している。この整数変換は、加減算とビットシフトのみによって演算可能となるように設計されているため、ソフトウェア、ハードウェアいずれの場合でも実装が非常に容易となる。

演算がすべて整数精度で行われることで、実数演算の実装差による「デコーダごとの演算結果の差分」を生じさせることなくエンコードすることが可能となった。これは、エンコード時の局部復号器の結果とすべてのデコーダでの出力結果が全く同一になることを意味している。エンコード時の局部復号器の結果とデコーダの出力結果が異なる場合、エンコーダが作成する再構成画像とデコーダが作成する再構成画像が異なることとなるため、フレームが経過するごとに画像にノイズが蓄積してしまう。