ترميز الفيديو المتقدم

في أوائل عام 1998، أصدرت مجموعة خبراء ترميز الفيديو (VCEG  – ITU-T SG16 Q.6) دعوةً لتقديم مقترحات لمشروع يُسمى H.26L، بهدف مضاعفة كفاءة الترميز (أي خفض معدل البتات اللازم لمستوى دقة مُحدد إلى النصف) مقارنةً بأي معايير ترميز فيديو أخرى موجودة، وذلك لمجموعة واسعة من التطبيقات. ترأس المجموعة غاري سوليفان ( مايكروسوفت ، المعروفة سابقًا باسم PictureTel ، الولايات المتحدة). وتم اعتماد المسودة الأولى لتصميم هذا المعيار الجديد في أغسطس 1999. وفي عام 2000، أصبح توماس ويغاند ( معهد هاينريش هيرتز ، ألمانيا) رئيسًا مشاركًا للمجموعة.

في ديسمبر 2001، شكّلت مجموعة خبراء الفيديو (VCEG) ومجموعة خبراء الصور المتحركة ( MPEG  – ISO/IEC JTC 1/SC 29 /WG 11) فريق فيديو مشترك (JVT)، مُكلّفًا بوضع الصيغة النهائية لمعيار ترميز الفيديو. ^{[ 9 ]} وحصلت المواصفات على الموافقة الرسمية في مارس 2003. وترأس الفريق (ولا يزال يرأسه) كلٌّ من غاري سوليفان ، وتوماس ويغاند ، وأجاي لوثرا ( موتورولا ، الولايات المتحدة: لاحقًا أريس ، الولايات المتحدة). وفي يوليو 2004، اكتمل مشروع توسيع نطاق الدقة (FRExt). ومن يناير 2005 إلى نوفمبر 2007، عمل الفريق على توسيع معيار H.264/AVC نحو قابلية التوسع من خلال ملحق (G) يُسمى ترميز الفيديو القابل للتوسع (SVC). وانضم إلى فريق إدارة الفريق ينس-راينر أوم ( جامعة RWTH آخن ، ألمانيا). من يوليو 2006 إلى نوفمبر 2009، عملت لجنة JVT على ترميز الفيديو متعدد العرض (MVC)، وهو امتداد لترميز H.264/AVC ليشمل التلفزيون ثلاثي الأبعاد والتلفزيون ذي النطاق المحدود ونقطة الرؤية الحرة . وشمل هذا العمل تطوير ملفين تعريف جديدين للمعيار: ملف تعريف الفيديو متعدد العرض عالي الجودة وملف تعريف الفيديو الاستريو عالي الجودة.

خلال مراحل تطوير المعيار، تم استحداث رسائل إضافية لاحتواء معلومات التحسين التكميلية (SEI). يمكن أن تحتوي رسائل SEI على أنواع مختلفة من البيانات التي تشير إلى توقيت صور الفيديو أو تصف خصائص الفيديو المشفر أو كيفية استخدامه أو تحسينه. كما تم تعريف رسائل SEI التي يمكن أن تحتوي على بيانات يحددها المستخدم. لا تؤثر رسائل SEI على عملية فك التشفير الأساسية، ولكنها قد تشير إلى كيفية معالجة الفيديو أو عرضه لاحقًا. يتم نقل بعض الخصائص الأخرى عالية المستوى لمحتوى الفيديو في معلومات قابلية استخدام الفيديو (VUI)، مثل الإشارة إلى مساحة اللون لتفسير محتوى الفيديو. مع تطوير مساحات لونية جديدة، مثل تلك الخاصة بالفيديو ذي النطاق الديناميكي العالي ونطاق الألوان الواسع ، تمت إضافة معرّفات VUI إضافية للإشارة إليها.

اكتمل توحيد الإصدار الأول من معيار H.264/AVC في مايو 2003. وفي أول مشروع لتوسيع المعيار الأصلي، طوّرت لجنة JVT ما يُعرف باسم امتدادات نطاق الدقة (FRExt). مكّنت هذه الامتدادات من ترميز فيديو بجودة أعلى من خلال دعم دقة بتات أعلى لعينات البيانات ومعلومات لونية ذات دقة أعلى، بما في ذلك هياكل أخذ العينات المعروفة باسم Y′C _B C _R 4:2:2 (المعروفة أيضًا باسم YUV 4:2:2 ) و4:4:4. كما تضمن مشروع FRExt العديد من الميزات الأخرى، مثل إضافة تحويل جيب التمام المنفصل الصحيح 8×8 (DCT الصحيح) مع تبديل تكيفي بين تحويلي 4×4 و8×8، ومصفوفات ترجيح التكميم القائمة على الإدراك والمحددة من قِبل المُشفّر، وترميز فعال بين الصور بدون فقدان للبيانات، ودعم مساحات لونية إضافية. تم الانتهاء من أعمال التصميم لمشروع FRExt في يوليو 2004، وتم الانتهاء من أعمال الصياغة الخاصة به في سبتمبر 2004.

ثم تم تطوير خمسة ملفات تعريف جديدة أخرى (انظر الإصدار 7 أدناه) مخصصة في المقام الأول للتطبيقات الاحترافية، مع إضافة دعم مساحة الألوان ذات النطاق الممتد، وتحديد مؤشرات نسبة العرض إلى الارتفاع الإضافية، وتحديد نوعين إضافيين من "معلومات التحسين التكميلية" (تلميح ما بعد التصفية وتعيين النغمة)، وإلغاء أحد ملفات تعريف FRExt السابقة (ملف تعريف High 4:4:4) الذي أشارت ملاحظات الصناعة إلى أنه كان ينبغي تصميمه بشكل مختلف.

كانت الميزة الرئيسية التالية التي أُضيفت إلى المعيار هي ترميز الفيديو القابل للتوسع (SVC). يسمح SVC، المحدد في الملحق G من معيار H.264/AVC، بإنشاء تدفقات بتات تحتوي على طبقات من تدفقات بتات فرعية تتوافق أيضًا مع المعيار، بما في ذلك تدفق بتات واحد يُعرف باسم "الطبقة الأساسية" يمكن فك تشفيره بواسطة برنامج ترميز H.264/AVC لا يدعم SVC. ولضمان قابلية التوسع الزمني لتدفق البتات (أي وجود تدفق بتات فرعي بمعدل أخذ عينات زمني أصغر من تدفق البتات الرئيسي)، تُزال وحدات الوصول الكاملة من تدفق البتات عند اشتقاق تدفق البتات الفرعي. في هذه الحالة، تُنشأ بنية عالية المستوى وصور مرجعية للتنبؤات المتبادلة في تدفق البتات وفقًا لذلك. من جهة أخرى، ولضمان قابلية التوسع المكاني وجودة تدفق البتات (أي وجود تدفق بتات فرعي ذي دقة مكانية/جودة أقل من تدفق البتات الرئيسي)، تُزال طبقة تجريد الشبكة (NAL ) من تدفق البتات عند اشتقاق التدفق الفرعي. في هذه الحالة، يُستخدم عادةً التنبؤ بين الطبقات (أي التنبؤ بالإشارة ذات الدقة المكانية/الجودة الأعلى من بيانات الإشارة ذات الدقة المكانية/الجودة الأقل) لترميز فعال. وقد اكتملت امتدادات ترميز الفيديو القابل للتوسع في نوفمبر 2007.

كانت الميزة الرئيسية التالية التي أُضيفت إلى المعيار هي ترميز الفيديو متعدد المشاهد (MVC). يُمكّن MVC، المُحدد في الملحق H من معيار H.264/AVC، من إنشاء تدفقات بتات تُمثل أكثر من مشهد واحد لمشهد الفيديو. ومن الأمثلة المهمة على هذه الوظيفة ترميز الفيديو ثلاثي الأبعاد المجسم . طُوّر ملفان تعريفيان في إطار عمل MVC: يدعم ملف تعريف Multiview High عددًا غير محدود من المشاهد، بينما صُمم ملف تعريف Stereo High خصيصًا للفيديو المجسم ثنائي المشاهد. اكتملت امتدادات ترميز الفيديو متعدد المشاهد في نوفمبر 2009.

تم تطوير امتدادات إضافية لاحقًا تضمنت ترميز الفيديو ثلاثي الأبعاد مع الترميز المشترك لخرائط العمق والنسيج (يسمى 3D-AVC)، والترميز المجسم متعدد الدقة المتوافق مع الإطارات (MFC) وترميز 3D-MFC، والعديد من التركيبات الإضافية للميزات، وأحجام إطارات ومعدلات إطارات أعلى.

تتضمن إصدارات معيار H.264/AVC المراجعات والتصويبات والتعديلات المكتملة التالية (التواريخ المذكورة هي تواريخ الموافقة النهائية في الاتحاد الدولي للاتصالات - قطاع تقييس الاتصالات، بينما تختلف تواريخ الموافقة النهائية على "المعيار الدولي" في المنظمة الدولية للتوحيد القياسي/اللجنة الكهروتقنية الدولية نوعًا ما، وتكون لاحقة قليلًا في معظم الحالات). يمثل كل إصدار تغييرات مقارنة بالإصدار الأدنى منه والمدمج في النص.

• الإصدار 1 (الطبعة 1): (30 مايو 2003) أول إصدار معتمد من H.264/AVC يحتوي على ملفات تعريف أساسية، رئيسية، وموسعة. ^{[ 10 ]}
• الإصدار 2 (الطبعة 1.1): (7 مايو 2004) تصحيح يحتوي على العديد من التصحيحات الطفيفة. ^{[ 11 ]}
• الإصدار الثالث (الطبعة الثانية): (1 مارس 2005) إضافة رئيسية تتضمن التعديل الأول، الذي أنشأ امتدادات نطاق الدقة (FRExt). أضاف هذا الإصدار ملفات تعريف High وHigh 10 وHigh 4:2:2 وHigh 4:4:4. ^{[ 12 ]} بعد بضع سنوات، أصبح ملف تعريف High هو الأكثر استخدامًا في المعيار.
• الإصدار 4 (الطبعة 2.1): (13 سبتمبر 2005) تصحيح يتضمن العديد من التصحيحات الطفيفة وإضافة ثلاثة مؤشرات لنسبة العرض إلى الارتفاع. ^{[ 13 ]}
• الإصدار 5 (الإصدار 2.2): (13 يونيو 2006) تعديل يتضمن إزالة ملف تعريف High 4:4:4 السابق (تمت معالجته كتصحيح في ISO/IEC). ^{[ 14 ]}
• الإصدار 6 (الإصدار 2.2): (13 يونيو 2006) تعديل يتضمن إضافات طفيفة مثل دعم مساحة الألوان ذات النطاق الموسع (مرفق مع مؤشرات نسبة العرض إلى الارتفاع المذكورة أعلاه في ISO/IEC). ^{[ 14 ]}
• الإصدار 7 (الطبعة 2.3): (6 أبريل 2007) تعديل يتضمن إضافة ملف تعريف التنبؤ عالي 4:4:4 وأربعة ملفات تعريف داخلية فقط (عالي 10 داخلي، عالي 4:2:2 داخلي، عالي 4:4:4 داخلي، وCAVLC 4:4:4 داخلي). ^{[ 15 ]}
• الإصدار 8 (الطبعة 3): (22 نوفمبر 2007) إضافة رئيسية إلى H.264/AVC تتضمن تعديلًا لترميز الفيديو القابل للتوسيع (SVC) يحتوي على ملفات تعريف Scalable Baseline وScalable High وScalable High Intra. ^{[ 16 ]}
• الإصدار 9 (الطبعة 3.1): (13 يناير 2009) تصحيح يحتوي على تعديلات طفيفة. ^{[ 17 ]}
• الإصدار 10 (الطبعة 4): (16 مارس 2009) تعديل يتضمن تعريف ملف تعريف جديد (ملف تعريف خط الأساس المقيد) مع مجموعة فرعية مشتركة فقط من القدرات المدعومة في ملفات التعريف المختلفة المحددة مسبقًا. ^{[ 18 ]}
• الإصدار 11 (الإصدار 4): (16 مارس 2009) إضافة رئيسية إلى H.264/AVC تتضمن تعديلًا لامتداد ترميز الفيديو متعدد العرض (MVC)، بما في ذلك ملف تعريف Multiview High. ^{[ 18 ]}
• الإصدار 12 (الطبعة 5): (9 مارس 2010) تعديل يتضمن تعريف ملف تعريف MVC جديد (ملف تعريف Stereo High) لترميز الفيديو ثنائي العرض مع دعم أدوات الترميز المتداخل وتحديد رسالة معلومات تحسين تكميلية إضافية (SEI) تسمى رسالة SEI لترتيب تعبئة الإطارات. ^{[ 19 ]}
• الإصدار 13 (الطبعة 5): (9 مارس 2010) تصحيح يحتوي على تعديلات طفيفة. ^{[ 19 ]}
• الإصدار 14 (الطبعة 6): (29 يونيو 2011) تعديل يحدد مستوى جديدًا (المستوى 5.2) يدعم معدلات معالجة أعلى من حيث الحد الأقصى للكتل الكبيرة في الثانية، وملف تعريف جديد (ملف تعريف Progressive High) يدعم فقط أدوات ترميز الإطارات الخاصة بملف تعريف High المحدد سابقًا. ^{[ 20 ]}
• الإصدار 15 (الطبعة 6): (29 يونيو 2011) تصحيح يحتوي على تعديلات طفيفة. ^{[ 20 ]}
• الإصدار 16 (الطبعة 7): (13 يناير 2012) تعديل يتضمن تعريف ثلاثة ملفات تعريف جديدة مخصصة بشكل أساسي لتطبيقات الاتصال في الوقت الحقيقي: ملفات تعريف Constrained High و Scalable Constrained Baseline و Scalable Constrained High. ^{[ 21 ]}
• الإصدار 17 (الطبعة 8): (13 أبريل 2013) تعديل مع مؤشرات رسائل SEI إضافية. ^{[ 22 ]}
• الإصدار 18 (الطبعة 8): (13 أبريل 2013) تعديل لتحديد ترميز بيانات خريطة العمق للفيديو المجسم ثلاثي الأبعاد، بما في ذلك ملف تعريف العمق عالي العرض متعدد المشاهد. ^{[ 22 ]}
• الإصدار 19 (الطبعة 8): (13 أبريل 2013) تصحيح لتصحيح خطأ في عملية استخراج تدفق البتات الفرعي للفيديو متعدد العرض. ^{[ 22 ]}
• الإصدار 20 (الطبعة 8): (13 أبريل 2013) تعديل لتحديد معرّفات مساحة اللون الإضافية (بما في ذلك دعم توصية ITU-R BT.2020 لتقنية UHDTV ) ونوع نموذج إضافي في رسالة معلومات تعيين النغمات SEI. ^{[ 22 ]}
• الإصدار 21 (الإصدار 9): (13 فبراير 2014) تعديل لتحديد ملف تعريف العمق العالي المحسن متعدد العرض. ^{[ 23 ]}
• الإصدار 22 (الإصدار 9): (13 فبراير 2014) تعديل لتحديد تحسين التوافق مع الإطارات متعددة الدقة (MFC) للفيديو ثلاثي الأبعاد المجسم، وملف تعريف MFC عالي الدقة، وتصحيحات طفيفة. ^{[ 23 ]}
• الإصدار 23 (الطبعة 10): (13 فبراير 2016) تعديل لتحديد فيديو MFC المجسم مع خرائط العمق، وملف تعريف MFC Depth High، ورسالة SEI لحجم ألوان شاشة العرض الرئيسية، ومعرفات نقاط ترميز VUI إضافية متعلقة بالألوان. ^{[ 24 ]}
• الإصدار 24 (الطبعة 11): (14 أكتوبر 2016) تعديل لتحديد مستويات إضافية من قدرة فك التشفير التي تدعم أحجام صور أكبر (المستويات 6 و6.1 و6.2)، ورسالة بيانات التعريف الخضراء SEI، ورسالة معلومات العمق البديلة SEI، ومعرفات نقاط ترميز VUI إضافية متعلقة بالألوان. ^{[ 25 ]}
• الإصدار 25 (الطبعة 12): (13 أبريل 2017) تعديل لتحديد ملف تعريف Progressive High 10، و hlg-gamma الهجين ، ونقاط رمز VUI الإضافية المتعلقة بالألوان ورسائل SEI. ^{[ 26 ]}
• الإصدار 26 (الطبعة 13): (13 يونيو 2019) تعديل لتحديد رسائل SEI إضافية لبيئة العرض المحيطة، ومعلومات مستوى إضاءة المحتوى، وحجم لون المحتوى، والإسقاط المستطيل المتساوي، وإسقاط الخريطة المكعبة، وتدوير الكرة، والتعبئة حسب المنطقة، ومنفذ العرض متعدد الاتجاهات، وبيان SEI، وبادئة SEI. ^{[ 27 ]}
• الإصدار 27 (الطبعة 14): (22 أغسطس 2021) تعديل لتحديد رسائل SEI إضافية للمناطق المشروحة ومعلومات فاصل الغالق، بالإضافة إلى تصحيحات وتوضيحات طفيفة متنوعة. ^{[ 28 ]}
• الإصدار 28 (الطبعة 15): (13 أغسطس 2024) تعديل لتحديد رسائل SEI إضافية لخصائص ما بعد ترشيح الشبكة العصبية، وتفعيل ما بعد ترشيح الشبكة العصبية، ومؤشر الطور، ومعرفات إضافية لأنواع الألوان، وتصحيحات وتوضيحات طفيفة متنوعة. ^{[ 29 ]}

AVCHD هو تنسيق تسجيل عالي الدقة صممته شركتا سوني وباناسونيك ويستخدم H.264 (يتوافق مع H.264 مع إضافة ميزات وقيود إضافية خاصة بالتطبيق).

AVC-Intra هو تنسيق ضغط داخل الإطار فقط، تم تطويره بواسطة باناسونيك .

XAVC هو تنسيق تسجيل صممته شركة سوني، ويستخدم المستوى 5.2 من معيار H.264/MPEG-4 AVC، وهو أعلى مستوى يدعمه هذا المعيار. ^{[ 35 ] [ 36 ]} يدعم XAVC دقة 4K (4096 × 2160 و3840 × 2160) بمعدل يصل إلى 60 إطارًا في الثانية . ^{[ 35 ] [ 36 ]} أعلنت سوني أن الكاميرات التي تدعم XAVC تشمل كاميرتين من طراز CineAlta ، وهما Sony PMW-F55 وSony PMW-F5. ^{[ 37 ]} تستطيع كاميرا Sony PMW-F55 تسجيل XAVC بدقة 4K بمعدل 30 إطارًا في الثانية وبمعدل نقل بيانات 300 ميجابت/ثانية ، وبدقة 2K بمعدل 30 إطارًا في الثانية وبمعدل نقل بيانات 100 ميجابت/ثانية. ^{[ 38 ]} يمكن لتقنية XAVC تسجيل فيديو بدقة 4K بمعدل 60 إطارًا في الثانية مع أخذ عينات لونية 4:2:2 بمعدل 600 ميجابت/ثانية. ^{[ 39 ] [ 40 ]}      

يحتوي معيار H.264/AVC/MPEG-4 الجزء 10 على عدد من الميزات الجديدة التي تسمح له بضغط الفيديو بكفاءة أعلى بكثير من المعايير القديمة، وتوفير مرونة أكبر للتطبيق في بيئات شبكية متنوعة. ومن أبرز هذه الميزات:

• التنبؤ بين الصور المتعددة بما في ذلك الميزات التالية:
  • يُتيح استخدام الصور المُشفّرة مسبقًا كمرجع بطريقة أكثر مرونة من المعايير السابقة، ما يسمح باستخدام ما يصل إلى 16 إطارًا مرجعيًا (أو 32 حقلًا مرجعيًا في حالة التشفير المتداخل) في بعض الحالات. في الملفات التعريفية التي تدعم الإطارات غير المتداخلة ، تُحدد معظم المستويات ضرورة توفر مساحة تخزين مؤقت كافية لاستيعاب 4 أو 5 إطارات مرجعية على الأقل بأقصى دقة. وهذا يختلف عن المعايير السابقة، حيث كان الحد الأقصى عادةً إطارًا واحدًا؛ أو إطارين في حالة الصور التقليدية من النوع B. 
  • تتيح تقنية تعويض الحركة ذات حجم الكتلة المتغير (VBSMC) أحجام كتل تتراوح بين 16×16 و4×4، مما يُمكّن من تجزئة دقيقة للمناطق المتحركة. تشمل أحجام كتل التنبؤ بالسطوع المدعومة 16×16، و16×8، و8×16، و8×8، و8×4، و4×8، و4×4، ويمكن استخدام العديد منها معًا في كتلة واحدة. وتكون أحجام كتل التنبؤ باللون أصغر عند استخدام أخذ عينات فرعية للون .
  • تتيح هذه الميزة استخدام عدة متجهات حركة لكل وحدة ماكرو (متجه واحد أو متجهين لكل قسم) بحد أقصى 32 متجهًا في حالة وحدة الماكرو B المكونة من 16 قسمًا بحجم 4×4. ويمكن أن تشير متجهات الحركة لكل قسم بحجم 8×8 أو أكبر إلى صور مرجعية مختلفة.
  • تتيح هذه الميزة استخدام أي نوع من أنواع وحدات الماكرو في إطارات B ، بما في ذلك وحدات الماكرو I، مما يؤدي إلى ترميز أكثر كفاءة عند استخدام إطارات B. وقد تم استبعاد هذه الميزة بشكل ملحوظ من معيار MPEG-4 ASP .
  • يتم استخدام ترشيح بستة مستويات لاستخلاص تنبؤات عينة الإضاءة بنصف البكسل، وذلك لتحسين دقة تعويض الحركة دون البكسل. أما حركة ربع البكسل فتُستخلص عن طريق الاستيفاء الخطي لقيم نصف البكسل، لتوفير طاقة المعالجة.
  • دقة ربع بكسل لتعويض الحركة، مما يتيح وصفًا دقيقًا لإزاحات المناطق المتحركة. بالنسبة للون، عادةً ما يتم تخفيض الدقة إلى النصف رأسيًا وأفقيًا (انظر 4:2:0 )، لذلك يستخدم تعويض حركة اللون ثُمن وحدات شبكة بكسل اللون.
  • تتيح التنبؤات الموزونة للمشفّر تحديد استخدام مقياس وإزاحة عند إجراء تعويض الحركة، مما يوفر فائدة كبيرة في الأداء في حالات خاصة، مثل الانتقالات من التلاشي إلى الأسود، والتلاشي التدريجي، والتلاشي المتقاطع. ويشمل ذلك التنبؤ الموزون الضمني للإطارات B، والتنبؤ الموزون الصريح للإطارات P.
• التنبؤ المكاني من حواف الكتل المجاورة للترميز "الداخلي" ، بدلاً من التنبؤ "DC" فقط الموجود في MPEG-2 الجزء 2 والتنبؤ بمعامل التحويل الموجود في H.263v2 وMPEG-4 الجزء 2. وهذا يشمل أحجام كتل التنبؤ بالسطوع 16×16 و8×8 و4×4 (والتي لا يمكن استخدام سوى نوع واحد منها داخل كل كتلة كبيرة ).
• تحويل جيب التمام المنفصل الصحيح (DCT الصحيح)، ^{[ 5 ] [ 41 ] [ 42 ]} هو نوع من تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) ^{[ 41 ]} حيث يكون التحويل تقريبًا صحيحًا لتحويل جيب التمام المنفصل القياسي. ^{[ 43 ]} يتميز بأحجام كتل قابلة للتحديد ^{[ 44 ]} وحسابات مطابقة دقيقة للأعداد الصحيحة لتقليل التعقيد، بما في ذلك:
  • تحويل مكاني دقيق للكتلة 4×4، يسمح بوضع دقيق للإشارات المتبقية مع تقليل التشويش الناتج عن تصميمات الترميز السابقة. وهو مشابه لتحويل جيب التمام المنفصل القياسي المستخدم في المعايير السابقة، ولكنه يستخدم حجم كتلة أصغر ومعالجة عددية بسيطة. على عكس الصيغ والتفاوتات القائمة على جيب التمام في المعايير السابقة (مثل H.261 وMPEG-2)، توفر المعالجة العددية نتيجة فك تشفير محددة بدقة.
  • تحويل مكاني دقيق التطابق بحجم 8×8 بكسل، يسمح بضغط المناطق شديدة الارتباط بكفاءة أعلى من التحويل بحجم 4×4 بكسل. يعتمد هذا التصميم على تحويل جيب التمام المنفصل القياسي، ولكنه مُبسّط ومُصمّم لتوفير فك تشفير دقيق.
  • اختيار المشفر التكيفي بين أحجام كتل التحويل 4×4 و 8×8 لعملية التحويل الصحيح.
  • تم إجراء تحويل هادامارد ثانوي على معاملات "DC" للتحويل المكاني الأساسي المطبق على معاملات DC للون (وأيضًا الإضاءة في حالة خاصة واحدة) للحصول على ضغط أكبر في المناطق السلسة.
• ميزات ترميز الكتل الكبيرة بدون فقدان للبيانات، بما في ذلك:
  • وضع تمثيل "PCM macroblock" بدون فقدان يتم فيه تمثيل عينات بيانات الفيديو بشكل مباشر، ^{[ 45 ]} مما يسمح بالتمثيل المثالي لمناطق محددة ويسمح بوضع حد صارم على كمية البيانات المشفرة لكل كتلة كبيرة.
  • وضع تمثيل الكتلة الكلية المحسّن بدون فقدان يسمح بالتمثيل المثالي لمناطق محددة مع استخدام عدد أقل بكثير من البتات مقارنة بوضع PCM.
• ميزات ترميز الفيديو المتداخل المرن، بما في ذلك :
  • يستخدم ترميز الإطار-الحقل التكيفي للكتلة الكبيرة (MBAFF) بنية زوج الكتلة الكبيرة للصور المشفرة كإطارات، مما يسمح بوجود كتل كبيرة بحجم 16×16 في وضع الحقل (مقارنة بـ MPEG-2، حيث ينتج عن معالجة وضع الحقل في صورة مشفرة كإطار معالجة كتل كبيرة نصفية بحجم 16×8).
  • ترميز الإطار والحقل التكيفي للصور (PAFF أو PicAFF) يسمح بمزيج مختار بحرية من الصور المرمزة إما كإطارات كاملة حيث يتم دمج كلا الحقلين للترميز أو كحقول فردية.
• تصميم التكميم الذي يتضمن ما يلي:
  • التحكم في حجم الخطوة اللوغاريتمي لتسهيل إدارة معدل البت بواسطة أجهزة التشفير وتبسيط عملية قياس التكميم العكسي
  • مصفوفات قياس التكميم المخصصة للترددات التي يختارها المشفر لتحسين التكميم القائم على الإدراك
• مرشح إزالة التشويش داخل الحلقة يساعد على منع تشوهات التشويش الشائعة في تقنيات ضغط الصور الأخرى القائمة على تحويل جيب التمام المنفصل (DCT)، مما يؤدي إلى تحسين المظهر المرئي وكفاءة الضغط.
• تصميم ترميز الإنتروبيا يتضمن ما يلي:
  • ترميز الحساب الثنائي التكيفي مع السياق (CABAC) هو خوارزمية لضغط عناصر بناء الجملة في دفق الفيديو دون فقدان البيانات، وذلك بمعرفة احتمالات وجود هذه العناصر في سياق معين. يضغط CABAC البيانات بكفاءة أعلى من CAVLC، ولكنه يتطلب معالجة أكبر بكثير لفك التشفير.
  • يُعدّ ترميز الطول المتغير التكيفي مع السياق (CAVLC) بديلاً أقل تعقيدًا لترميز CABAC لترميز قيم معاملات التحويل الكمي. ورغم أنه أقل تعقيدًا من CABAC، إلا أن CAVLC أكثر تفصيلًا وكفاءة من الطرق المستخدمة عادةً لترميز المعاملات في التصاميم السابقة الأخرى.
  • تقنية ترميز الطول المتغير (VLC) البسيطة والمنظمة للغاية الشائعة للعديد من عناصر بناء الجملة التي لا يتم ترميزها بواسطة CABAC أو CAVLC، ويشار إليها باسم ترميز Exponential-Golomb (أو Exp-Golomb).
• ميزات مقاومة الخسائر، بما في ذلك:
  • يُعرّف معيار H.264 طبقة تجريد الشبكة ( NAL) التي تسمح باستخدام نفس بنية الفيديو في العديد من بيئات الشبكة. يتمثل أحد المفاهيم التصميمية الأساسية لهذا المعيار في توليد حزم بيانات مستقلة، وذلك لإزالة تكرار الترويسة كما هو الحال في ترميز امتداد الترويسة (HEC) الخاص بمعيار MPEG-4. ^{[ 46 ]} وقد تحقق ذلك من خلال فصل المعلومات المتعلقة بأكثر من شريحة واحدة عن دفق الوسائط. يُطلق على مجموعة المعلمات ذات المستوى الأعلى اسم مجموعة المعلمات. ^{[ 46 ]} تتضمن مواصفات H.264 نوعين من مجموعات المعلمات: مجموعة معلمات التسلسل (SPS) ومجموعة معلمات الصورة (PPS). تظل مجموعة معلمات التسلسل النشطة ثابتة طوال تسلسل الفيديو المُرمّز، بينما تظل مجموعة معلمات الصورة النشطة ثابتة داخل الصورة المُرمّزة. تحتوي هياكل مجموعات معلمات التسلسل والصورة على معلومات مثل حجم الصورة، وأنماط الترميز الاختيارية المستخدمة، وخريطة مجموعة الكتل الكبيرة إلى مجموعة الشرائح. ^{[ 46 ]}
  • يُعدّ كلٌّ من ترتيب الكتل الكبيرة المرن (FMO)، المعروف أيضًا باسم مجموعات الشرائح، وترتيب الشرائح العشوائي (ASO)، تقنيات لإعادة هيكلة ترتيب تمثيل المناطق الأساسية ( الكتل الكبيرة ) في الصور. ويُعتبر كلٌّ من FMO وASO عادةً ميزةً لتعزيز مقاومة الأخطاء/الفقد، ولكن يمكن استخدامهما أيضًا لأغراض أخرى.
  • تقسيم البيانات (DP)، وهي ميزة توفر القدرة على فصل عناصر بناء الجملة الأكثر أهمية والأقل أهمية إلى حزم بيانات مختلفة، مما يتيح تطبيق الحماية غير المتساوية من الأخطاء (UEP) وأنواع أخرى من تحسين متانة الخطأ/الفقد.
  • الشرائح الزائدة (RS)، وهي ميزة مقاومة للخطأ/الفقد تسمح للمشفر بإرسال تمثيل إضافي لمنطقة الصورة (عادةً بدقة أقل) يمكن استخدامه في حالة تلف التمثيل الأساسي أو فقدانه.
  • ترقيم الإطارات، وهي ميزة تسمح بإنشاء "تسلسلات فرعية"، مما يتيح قابلية التوسع الزمني من خلال تضمين صور إضافية اختيارية بين الصور الأخرى، واكتشاف وإخفاء فقدان الصور بالكامل، والذي يمكن أن يحدث بسبب فقدان حزم الشبكة أو أخطاء القناة.
• تتيح ميزة تبديل الشرائح، المسماة شرائح SP و SI، للمشفّر توجيه جهاز فك التشفير للانتقال إلى بث فيديو جارٍ لأغراض مثل تغيير معدل بت بث الفيديو وتشغيل "الوضع المبتكر". عندما ينتقل جهاز فك التشفير إلى منتصف بث الفيديو باستخدام ميزة SP/SI، فإنه يستطيع الحصول على تطابق تام مع الصور التي تم فك تشفيرها في ذلك الموقع من بث الفيديو، حتى لو استخدم صورًا مختلفة، أو لم يستخدم أي صور على الإطلاق، كمرجع قبل التبديل.
• عملية آلية بسيطة لمنع المحاكاة العرضية لرموز البدء ، وهي عبارة عن تسلسلات خاصة من البتات في البيانات المشفرة تسمح بالوصول العشوائي إلى تدفق البتات واستعادة محاذاة البايت في الأنظمة التي يمكن أن تفقد تزامن البايت.
• تُعدّ معلومات التحسين التكميلية (SEI) ومعلومات سهولة استخدام الفيديو (VUI) معلومات إضافية يمكن إدراجها في تدفق البتات لأغراض متنوعة، مثل الإشارة إلى مساحة الألوان المستخدمة في محتوى الفيديو أو القيود المختلفة المطبقة على الترميز. ويمكن أن تحتوي رسائل SEI على حمولات بيانات وصفية مُعرّفة من قِبل المستخدم أو رسائل أخرى ذات بنية ودلالات مُحددة في المعيار.
• الصور المساعدة، والتي يمكن استخدامها لأغراض مثل تركيب ألفا .
• دعم أخذ عينات اللون أحادي اللون (4:0:0)، 4:2:0، 4:2:2، و4:4:4 (اعتمادًا على الملف التعريفي المحدد).
• دعم دقة عمق بت العينة التي تتراوح من 8 إلى 14 بت لكل عينة (حسب الملف التعريفي المحدد).
• القدرة على ترميز مستويات الألوان الفردية كصور مميزة مع هياكل الشرائح الخاصة بها، وأنماط الكتل الكبيرة، ومتجهات الحركة، وما إلى ذلك، مما يسمح بتصميم أجهزة التشفير بهيكل موازٍ بسيط (مدعوم فقط في الملفات التعريفية الثلاثة القادرة على 4:4:4).
• عدد ترتيب الصور، وهي ميزة تعمل على إبقاء ترتيب الصور وقيم العينات في الصور التي تم فك تشفيرها معزولة عن معلومات التوقيت، مما يسمح بنقل معلومات التوقيت والتحكم فيها/تغييرها بشكل منفصل بواسطة النظام دون التأثير على محتوى الصورة التي تم فك تشفيرها.

تُسهم هذه التقنيات، إلى جانب تقنيات أخرى، في تحسين أداء ترميز H.264 بشكل ملحوظ مقارنةً بأي معيار سابق في ظل ظروف متنوعة وبيئات تطبيقية متعددة. ويمكن لترميز H.264 أن يتفوق بشكل كبير على فيديو MPEG-2، حيث يحقق عادةً نفس الجودة بنصف معدل البت أو أقل، لا سيما مع محتوى الفيديو عالي الدقة ومعدل البت العالي. ^{[ 47 ]}

على غرار معايير الفيديو الأخرى من نوع ISO/IEC MPEG، يتوفر لـ H.264/AVC تطبيق برمجي مرجعي يمكن تحميله مجانًا. ^{[ 48 ]} يهدف هذا التطبيق بشكل أساسي إلى تقديم أمثلة على ميزات H.264/AVC، وليس كونه تطبيقًا عمليًا بحد ذاته . وقد أُجريت بعض أعمال تصميم الأجهزة المرجعية في مجموعة خبراء الصور المتحركة . تشمل الجوانب المذكورة أعلاه ميزات جميع ملفات تعريف H.264. ملف تعريف برنامج الترميز هو مجموعة من ميزات هذا البرنامج، مُحددة لتلبية مجموعة معينة من مواصفات التطبيقات المقصودة. هذا يعني أن العديد من الميزات المذكورة غير مدعومة في بعض ملفات التعريف. سيتم مناقشة ملفات تعريف H.264/AVC المختلفة في القسم التالي.

يُحدد المعيار عدة مجموعات من الإمكانيات، تُعرف باسم "الملفات التعريفية "، تستهدف فئات محددة من التطبيقات. ويتم تعريف هذه الملفات باستخدام رمز الملف التعريفي (profile_idc)، وأحيانًا مجموعة من القيود الإضافية المُطبقة في المُشفِّر. يسمح رمز الملف التعريفي والقيود المُشار إليها للمُفكِّك بالتعرف على متطلبات فك تشفير تدفق البتات المحدد. (وفي العديد من بيئات الأنظمة، يُسمح باستخدام ملف تعريفي واحد أو اثنين فقط، لذا لا يحتاج المُفكِّكون في تلك البيئات إلى الاهتمام بالتعرف على الملفات التعريفية الأقل استخدامًا). ويُعد الملف التعريفي عالي الأداء (High Profile) الأكثر استخدامًا على الإطلاق.

تتضمن ملفات تعريف تطبيقات الفيديو ثنائية الأبعاد غير القابلة للتوسيع ما يلي:

ملف تعريف خط الأساس المقيد (CBP، 66 مع مجموعة القيود 1)

يُستخدم هذا الملف التعريفي بشكل أساسي في التطبيقات منخفضة التكلفة، وخاصةً في مؤتمرات الفيديو وتطبيقات الهواتف المحمولة. وهو يتوافق مع مجموعة الميزات المشتركة بين الملفات التعريفية الأساسية والرئيسية والعالية.

الملف الشخصي الأساسي (ضغط الدم، 66)

يُستخدم هذا الملف التعريفي بشكل أساسي في التطبيقات منخفضة التكلفة التي تتطلب مقاومة إضافية لفقدان البيانات، وهو مُستخدم في بعض تطبيقات مؤتمرات الفيديو وتطبيقات الهواتف المحمولة. يتضمن هذا الملف التعريفي جميع الميزات المدعومة في ملف تعريف خط الأساس المُقيد، بالإضافة إلى ثلاث ميزات إضافية يُمكن استخدامها لتعزيز مقاومة فقدان البيانات (أو لأغراض أخرى مثل دمج تدفقات الفيديو متعددة النقاط منخفضة التأخير). وقد تراجعت أهمية هذا الملف التعريفي نوعًا ما منذ تعريف ملف تعريف خط الأساس المُقيد في عام ٢٠٠٩. تُعتبر جميع تدفقات بتات ملف تعريف خط الأساس المُقيد أيضًا تدفقات بتات ملف تعريف خط الأساس، حيث يشترك هذان الملفان في نفس قيمة رمز مُعرّف الملف التعريفي.

ملف تعريف موسع (XP، 88)

تم تصميم هذا الملف التعريفي ليكون ملف تعريف لبث الفيديو، وهو يتمتع بقدرة ضغط عالية نسبيًا وبعض الحيل الإضافية لضمان المتانة في مواجهة فقدان البيانات وتبديل بث الخادم.

الملف الشخصي الرئيسي (عضو البرلمان، 77)

يُستخدم هذا الملف التعريفي لبث التلفزيون الرقمي ذي الدقة القياسية الذي يستخدم تنسيق MPEG-4 كما هو محدد في معيار DVB. ^{[ 49 ]} ومع ذلك، لا يُستخدم لبث التلفزيون عالي الدقة، حيث تضاءلت أهمية هذا الملف التعريفي عند تطوير الملف التعريفي عالي الدقة في عام 2004 لهذا التطبيق.

ملف تعريف رفيع (HiP، 100)

الملف التعريفي الأساسي لتطبيقات البث وتخزين الأقراص، وخاصة لتطبيقات التلفزيون عالي الوضوح (على سبيل المثال، هذا هو الملف التعريفي الذي اعتمده تنسيق تخزين أقراص Blu-ray وخدمة البث DVB HDTV).

ملف تعريف عالي التقدم (PHiP، 100 مع مجموعة القيود 4)

يشبه هذا النوع من الأجهزة النوع عالي المستوى، ولكنه لا يدعم ميزات ترميز الحقول.

ملف تعريف عالي مقيد (100 مع مجموعة القيود 4 و 5)

يشبه هذا النمط النمط التدريجي عالي الدقة، ولكن بدون دعم شرائح B (التنبؤية الثنائية).

ملف تعريف عالي 10 (Hi10P، 110)

يتجاوز هذا الملف التعريفي قدرات منتجات المستهلك السائدة النموذجية، ويعتمد على الملف التعريفي العالي، ويضيف دعمًا لما يصل إلى 10 بتات لكل عينة من دقة الصورة التي تم فك تشفيرها.

ملف تعريف عالي 4 | 2 | 2 (Hi422P، 122)

يستهدف هذا الملف التعريفي بشكل أساسي التطبيقات الاحترافية التي تستخدم الفيديو المتداخل، ويعتمد على ملف تعريف High 10، ويضيف دعمًا لتنسيق أخذ عينات اللون 4:2:2 مع استخدام ما يصل إلى 10 بتات لكل عينة من دقة الصورة التي تم فك تشفيرها.

الملف التنبؤي المرتفع 4 | 4 | 4 (Hi444PP, 244)

يعتمد هذا الملف التعريفي على الملف التعريفي عالي الدقة 4:2:2، ويدعم أخذ عينات اللون حتى 4:4:4، وما يصل إلى 14 بت لكل عينة، بالإضافة إلى دعم ترميز المنطقة الفعال بدون فقدان وترميز كل صورة على شكل ثلاثة مستويات لونية منفصلة.

بالنسبة لكاميرات الفيديو، وبرامج التحرير، والتطبيقات الاحترافية، يتضمن المعيار أربعة ملفات تعريف إضافية خاصة بالإطارات الداخلية فقط، وهي عبارة عن مجموعات فرعية بسيطة من ملفات تعريف أخرى مماثلة. وتُستخدم هذه الملفات في الغالب للتطبيقات الاحترافية (مثل الكاميرات وأنظمة التحرير).

ملف تعريف داخلي عالي 10 (110 مع مجموعة القيود 3)

يقتصر استخدام جهاز High 10 Profile على الاستخدام الداخلي فقط.

ملف تعريف داخلي عالي 4 | 2 | 2 (122 مع مجموعة القيود 3)

يقتصر استخدام ملف تعريف High 4:2:2 على الاستخدام الداخلي فقط.

ملف تعريف داخلي عالي 4 | 4 | 4 (244 مع مجموعة القيود 3)

يقتصر استخدام ملف تعريف High 4:4:4 على الاستخدام الداخلي فقط.

CAVLC 4 | 4 | 4 Intra Profile (44)

يقتصر ملف تعريف High 4:4:4 على الاستخدام الداخلي بالكامل وعلى ترميز الإنتروبيا CAVLC (أي أنه لا يدعم CABAC).

نتيجة لتوسيع ترميز الفيديو القابل للتطوير (SVC)، يحتوي المعيار على خمسة ملفات تعريف قابلة للتطوير إضافية ، والتي يتم تعريفها على أنها مزيج من ملف تعريف H.264/AVC للطبقة الأساسية (يتم تحديده من خلال الكلمة الثانية في اسم ملف التعريف القابل للتطوير) والأدوات التي تحقق التوسيع القابل للتطوير:

ملف تعريف أساسي قابل للتطوير (83)

يستهدف هذا الملف التعريفي بشكل أساسي تطبيقات مؤتمرات الفيديو، وتطبيقات الهواتف المحمولة، وتطبيقات المراقبة، وهو مبني على ملف تعريف Constrained Baseline الذي يجب أن تتوافق معه الطبقة الأساسية (وهي جزء من تدفق البيانات). أما بالنسبة لأدوات قابلية التوسع، فقد تم تفعيل مجموعة فرعية من الأدوات المتاحة.

ملف تعريف أساسي مقيد قابل للتطوير (83 مع مجموعة القيود 5)

مجموعة فرعية من ملف تعريف Scalable Baseline Profile مخصصة في المقام الأول لتطبيقات الاتصال في الوقت الفعلي.

قابل للتطوير ذو تصميم عالي (86)

يستهدف هذا الملف التعريفي بشكل أساسي تطبيقات البث والبث المباشر، ويعتمد على ملف تعريف H.264/AVC عالي الجودة الذي يجب أن تتوافق معه الطبقة الأساسية.

ملف تعريف عالي قابل للتوسع ومقيد (86 مع مجموعة القيود 5)

مجموعة فرعية من ملف تعريف Scalable High Profile مخصصة بشكل أساسي لتطبيقات الاتصال في الوقت الفعلي.

ملف تعريف داخلي عالي قابل للتوسع (86 مع مجموعة القيود 3)

يستهدف هذا الملف التعريفي بشكل أساسي تطبيقات الإنتاج، وهو ملف تعريف عالي قابل للتطوير ومقيد بالاستخدام الداخلي بالكامل.

نتيجةً لتوسيع ترميز الفيديو متعدد العرض (MVC)، يحتوي المعيار على ملفين تعريف متعدد العرض :

ستيريو عالي الجودة (128)

يستهدف هذا الملف التعريفي الفيديو ثلاثي الأبعاد المجسم ثنائي الرؤية ويجمع بين أدوات الملف التعريفي العالي وقدرات التنبؤ بين المشاهد الخاصة بامتداد MVC.

ملف تعريف عالي متعدد العرض (118)

يدعم هذا الملف الشخصي عرضين أو أكثر باستخدام كل من التنبؤ بين الصور (الزمني) والتنبؤ بين العروض MVC، ولكنه لا يدعم صور الحقل وتشفير الإطار-الحقل التكيفي مع الكتلة الكبيرة.

أضاف ملحق التوافق مع الإطارات متعددة الدقة (MFC) ملفين تعريف إضافيين:

ملف تعريف MFC عالي (134)

ملف تعريف للترميز المجسم مع تحسين دقة طبقتين.

MFC Depth High Profile (135)

أضاف ملحق 3D-AVC ملفين تعريف إضافيين:

عمق متعدد الرؤية عالي الارتفاع (138)

يدعم هذا الملف التعريفي الترميز المشترك لمعلومات خريطة العمق ومعلومات نسيج الفيديو لتحسين ضغط محتوى الفيديو ثلاثي الأبعاد.

عمق متعدد الرؤية محسّن عالي الارتفاع (139)

ملف تعريف مُحسّن لترميز العرض المتعدد المدمج مع معلومات العمق.

بحسب المصطلح المستخدم في المعيار، يُشير " المستوى " إلى مجموعة محددة من القيود التي تُحدد درجة الأداء المطلوبة لجهاز فك التشفير لملف تعريف معين. على سبيل المثال، يُحدد مستوى الدعم ضمن ملف التعريف الحد الأقصى لدقة الصورة ومعدل الإطارات ومعدل البتات التي يُمكن لجهاز فك التشفير استخدامها. يجب أن يكون جهاز فك التشفير المتوافق مع مستوى معين قادرًا على فك تشفير جميع تدفقات البتات المشفرة لهذا المستوى وجميع المستويات الأدنى منه.

يبلغ الحد الأقصى لمعدل البتات للملف عالي المستوى 1.25 ضعف معدل البتات للملفات الأساسية المقيدة، والأساسية، والممتدة، والرئيسية؛ و3 أضعاف لـ Hi10P، و4 أضعاف لـ Hi422P/Hi444PP.

عدد عينات الإضاءة هو 16 × 16 = 256 ضعف عدد الكتل الكبيرة (وعدد عينات الإضاءة في الثانية هو 256 ضعف عدد الكتل الكبيرة في الثانية).

تستخدم مُشفِّرات H.264/AVC الصور المُشفَّرة مُسبقًا للتنبؤ بقيم العينات في صور أخرى. يُمكِّن هذا المُشفِّر من اتخاذ قرارات فعّالة بشأن أفضل طريقة لتشفير صورة مُعينة. عند فك التشفير، تُخزَّن هذه الصور في مُخزن مؤقت افتراضي للصور المُفكَّكة (DPB). يُمكن حساب السعة القصوى لـ DPB، بوحدات الإطارات (أو أزواج الحقول)، كما هو مُوضَّح بين قوسين في العمود الأيمن من الجدول أعلاه، على النحو التالي:

DpbCapacity = min(floor( MaxDpbMbs / ( PicWidthInMbs * FrameHeightInMbs )), 16)

حيث يمثل MaxDpbMbs قيمة ثابتة موضحة في الجدول أدناه كدالة لرقم المستوى، بينما يمثل PicWidthInMbs و FrameHeightInMbs عرض الصورة وارتفاع الإطار لبيانات الفيديو المشفرة، معبرًا عنهما بوحدات الماكرو بلوك (مقربة إلى أقرب عدد صحيح مع مراعاة الاقتصاص ودمج الماكرو بلوك عند الاقتضاء). وقد تم تحديد هذه الصيغة في القسمين A.3.1.h وA.3.2.f من إصدار 2017 من المعيار. ^{[ 26 ]}

على سبيل المثال، بالنسبة لصورة تلفزيون عالي الوضوح بعرض 1920 عينة (عرض الصورة بالميغابايت = 120) و1080 عينة عالية (ارتفاع الإطار بالميغابايت = 68تبلغ سعة التخزين القصوى لجهاز فك التشفير من المستوى 4 (DPB) 10 ...√(32768/(120*68))= 4 إطارات (أو 8 حقول). وبالتالي، تظهر القيمة 4 بين قوسين في الجدول أعلاه في العمود الأيمن من صف المستوى 4 بحجم إطار 1920×1080.

لا تُحتسب الصورة الحالية التي يتم فك تشفيرها ضمن حساب سعة DPB (إلا إذا أشار المُشفِّر إلى تخزينها لاستخدامها كمرجع لفك تشفير صور أخرى أو لتوقيت الإخراج المؤجل). لذا، يجب أن يمتلك جهاز فك التشفير ذاكرة كافية للتعامل مع إطار واحد على الأقل يزيد عن السعة القصوى لـ DPB المحسوبة أعلاه.

نظرًا لأن ترميز وفك ترميز H.264 يتطلبان قدرة حسابية كبيرة لإجراء عمليات حسابية محددة، فإن تطبيقات البرامج التي تعمل على وحدات المعالجة المركزية للأغراض العامة عادةً ما تكون أقل كفاءة في استهلاك الطاقة. مع ذلك، تتمتع وحدات المعالجة المركزية المخصصة للمستهلكين ذات 6 أو 8 أنوية منذ عام 2016 تقريبًا، ووحدات المعالجة المركزية x86 رباعية النواة للأغراض العامة اعتبارًا من يناير 2020، بقدرة حسابية كافية لإجراء ترميز SD وHD في الوقت الفعلي. تعتمد كفاءة الضغط على خوارزميات الفيديو المستخدمة، وليس على نوع التنفيذ المستخدم، سواءً كان برمجيًا أو عتاديًا. لذا، يكمن الفرق بين التنفيذ العتادي والبرمجي في كفاءة استهلاك الطاقة والمرونة والتكلفة. لتحسين كفاءة استهلاك الطاقة وتقليل حجم الأجهزة، يمكن استخدام أجهزة متخصصة، إما لعملية الترميز أو فك الترميز الكاملة، أو لتسريع العملية ضمن بيئة تتحكم بها وحدة المعالجة المركزية.

من المعروف أن الحلول القائمة على وحدة المعالجة المركزية أكثر مرونة، خاصة عندما يجب إجراء التشفير في وقت واحد بتنسيقات متعددة ومعدلات بت ودقة عرض متعددة ( فيديو متعدد الشاشات )، وربما مع ميزات إضافية لدعم تنسيق الحاوية، وميزات إعلانية متكاملة متقدمة، وما إلى ذلك. بشكل عام، تجعل حلول البرامج القائمة على وحدة المعالجة المركزية من السهل جدًا موازنة تحميل جلسات التشفير المتزامنة المتعددة داخل نفس وحدة المعالجة المركزية.

تُقدّم معالجات Intel Core i3/i5/i7 من الجيل الثاني " Sandy Bridge "، التي طُرحت في معرض الإلكترونيات الاستهلاكية (CES) في يناير 2011، مُشفّر فيديو H.264 عالي الدقة بالكامل مُدمجًا في الشريحة، يُعرف باسم Intel Quick Sync Video . ^{[ 68 ] [ 69 ]}

يمكن أن يكون جهاز التشفير H.264 للأجهزة عبارة عن ASIC أو FPGA .

تتوفر مُشفِّرات ASIC المزودة بوظيفة تشفير H.264 من العديد من شركات أشباه الموصلات، ولكن عادةً ما يتم ترخيص التصميم الأساسي المستخدم في ASIC من إحدى الشركات القليلة مثل Chips&Media و Allegro DVT و On2 (المعروفة سابقًا باسم Hantro، والتي استحوذت عليها جوجل) و Imagination Technologies و NGCodec. وتقدم بعض الشركات منتجات FPGA و ASIC على حد سواء. ^{[ 70 ]}

تُصنّع شركة تكساس إنسترومنتس سلسلة من معالجات ARM + DSP التي تُنفّذ ترميز DSP H.264 BP بدقة 1080p بمعدل 30  إطارًا في الثانية. ^{[ 71 ]} وهذا يُتيح مرونة فيما يتعلق ببرامج الترميز (التي يتم تنفيذها كشفرة DSP مُحسّنة للغاية) مع كونها أكثر كفاءة من البرامج على وحدة معالجة مركزية عامة.