高清视频编码最常用的编码格式是MPEG2-TS、MPEG4、H.264和VC-1这四种算法。
MPEG2由MPEG(MovingPictureExpertsGroup)运动图像专家组制定，这是国际标准化组织(ISO)于1988年成立的专责制定有关运动压缩编码标准的工作组，制定的标准是国际通用标准。DVD即是MPEG2编码，随着技术的改进，它在高清视频方面也得到了应用。MPEG2最大的缺点就是文件体积过大，不过它也有一个优点，那就是相对于另外两种编码，它对于系统资源的消耗是最小的。但是随着硬件技术的发展，H.264和VC-1的解码必然会成为DVD那样，任何主流的配置都能流畅播放。
MPEG4主要用于低带宽应用和交互式图形应用(游戏等合成内容)、交互式多媒体(WWW等内容分发和访问技术)应用，MPEG专家组成立了MPEG4工作组，以促进上述三个领域的集成。1999年初，定义标准框架的MPEG4(第一版)成为国际标准(ISO/IEC14496-1)，提供多种算法和工具的第二版已于1999年底成为国际标准(ISO/IEC14496-2)。
H.264也许是最有前途的一个了，相对于MPEG2、MPEG4而言，其压缩效率是三种编码中最高的。H.264标准由国际电信联盟电信标准化部(ITU-T)和国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)共同研究发布，因此H.264有两个名称，一个是沿用ITU-T组织的H.26x名称，叫“H.264”，另一个则是AVC(高级视频编码)。H.264格式的最大特点是在保证画面质量的情况下，它可以把文件大小控制在MPEG2格式的二分之一甚至三分之一。所以其更高的压缩比、更好的IP和无线网络信道的适应性，在数字视频通信和存储领域得到越来越广泛的应用。但是需要注意的是，H.264获得优越性能的代价是计算复杂度增加，因此H.264的硬件要求是最高的。
微软公司在2003年9月提出了VC-1编码格式(开发代号Corona)，目前已经得到了MovieBeam、Modeo等不少公司的采纳，同时也包含在HDDVD和蓝光中，包括华纳和环球等影业公司也有采用这种格式的意向。VC-1基于微软windowsMediaVideo9(WMV9)格式，而WMV9格式现在已经成为VC-1标准的实际执行部分。VC-1是最后被认可的高清编码格式，因为有微软的后台，所以这种编码格式不能小窥，相对于MPEG2，VC-1的压缩比更高;但相对于H.264而言，编码解码的计算则要稍小一些。
AVS是基于我国自主创新技术和国际公开技术所构建的标准，主要面向高清晰度和高质量数字电视广播、网络电视、数字存储媒体和其他相关应用，具有性能高(与H.264相当)、复杂度低(算法复杂度比H.264明显低)、我国掌握主要知识产权、专利授权模式简单且费用低等特点。基于此，可以认为AVS标准是能够支撑国家数字音视频产业发展的重要标准，也是安防监控行业应该采纳的重要标准。
JPEG2000是一种图像编码格式,而并不是视频编码格式,设计之初是用于取代JPEG,而视频序列的每一帧画面也相当于是一幅图像,与其前辈JPEG相比,JPEG2000放弃了以离散余弦变换DCT为主的区块编码方式,而改为采用以小波变换为主的多解析编码方式,压缩率比JPEG高约30%左右,同时JPEG2000支持有损和无损压缩。JPEG2000有几个重要特性,支持“渐进传输”及“感兴趣区域编码”。在清晰度方面,它可以先解码一副画面的四分之一尺寸,然后再二分之一,最后解码出整幅画面;在图像质量方面,它可以先传输图像的轮廓,然后逐步传输数据,不断提高图像质量,让图像由朦胧到清晰显示;“感兴趣区域”是指用户可以任意指定图像上感兴趣区域的压缩质量,还可以选择指定的部份先解压缩,便于突出重点。但JPEG2000计算量太大，压缩率不高，目前很难在嵌入式实时系统中实现，对存储传输也提出了较高的要求，目前仅有一些高清专用系统采用了这个算法。
在编码芯片上，一般有DSP、ASIC等可供选择。DSP方案，如达芬奇数字媒体处理器TMS320DM6467，是基于DSP的SOC(片上系统)，集成了300MHz的ARM内核和600MHz的DSP内核，并采用高清视频协处理器，在执行H.264HP@L4(1080p30fps、1080i60fps、720p60fps)的同步多格式高清编码、解码与转码方面，表现出色。还有一款高清入门级的TI芯片DM355，它内置了编解码算法实现，能够以720p格式与每秒30帧的速度提供高清MPEG4SP编解码能力，是快速开发入门级高清编码产品的不错选择。ASIC方案，如海思3511的处理器，一款基于ARM9处理器内核以及视频硬件加速引擎的高性能通信媒体处理器，具有高集成、可编程、支持H.264和MJPEG(MotionJPEG是一种视频压缩格式，其中每一帧图像都分别使用JPEG编码)等多协议的优点，可广泛应用于实时视频通信、数字图像监控、网络摄像机等领域。
作为高清的视频，动辄几G到几十G的文件大小，这么大的视频文件，而且有如潮水般的涌现，不仅对存储容量，对读写性能、可靠性等都提出了更高要求。因此，选择什么样的存储系统和方案，往往成为影响视频读写速度的关键。由于网络高清视频及高清监控存储系统的特殊性，这里仅讨论以磁盘作为存储介质的网络高清存储应用系统，DVD或蓝光技术的光存储，不在此次探讨范围内。
高清视频的存储
1、在了解高清存储系统之前，必须知道什么是高清？
在高清视频标准中，视频从最低标准到较高标准依次为720线非交错式，即720p逐行扫描;1080线交错式，即1080i隔行扫描;1080线非交错式，即1080p逐行扫描，屏幕纵横比为16:9，如果是视音频同步的HDTV，标准输出为杜比5.1声道数字格式。
高清视频有常见的三种分辨率，分别是：720P(1280×720P)逐行，美国的部分高清电视台主要采用这种格式;1080i(1920×1080i)隔行;1080P(1920×1080P)逐行。网络视频高清资源以720P和1080i最为常见，其中作为视频监控系统的高清部分，已产品化的设备标准普遍采用720P和1080P的拍摄标准。
2、存储要求之大容量，即高清的文件到底有多大？
高清视频在经过不同的编码处理以后，依据码率不同，而有不同的要求。一般码率在6-20Mb之间，压缩效率、压缩方式不同，所获得的最终文件大小约为：3-10GB/小时，因此便产生了对于存储大容量的要求。当然一般意义上的视频，压缩模式不同，占用的存储空间非常小，这里主要讨论一下高清视频的存储容量。
高清视频的一种应用是提供这些高清网络视频资源下载的高清网站，规模比较小的站点片库中也会有成百上千部电影，这一类的网站在互联网上多如牛毛，而每个站点存储系统的净容量要求至少在几十T，加上某些站点要建立多个文件映射和下载种子以提高综合流量，容量就不仅仅是几十个T了。
另一种应用是高清视频监控，虽然出于经济性考虑，此种应用中高清监控视频压缩率会比较高。目前720P高清视频摄像资料每小时视频录像可压缩到3GB左右容量，但由于采集的是高清视频，而一般的监控系统摄像路数都是几百乃至上千路，所以这种应用将需要更多的存储设备和更大的存储容量。以此为例，按一个月保存时间要求计算，可以得到这样一个数据：
3GB/小时×24小时×30天×1路=2.16T
每存储一路视频需要2T以上的净容量，那么计算一个拥有500路高清视频摄像，需要保存30天的监控系统所需的最少存储容量是1PB。
3、存储要求之高性能
众所周知，除了BT分布式下载结构的网站，支持高清视频的效果大多是以服务端大数据流量为代价的。以每路数据流为20Mb的高清视频为例，在千兆单点服务模式，最多可以容纳50路高清视频同时播放。当然这个是理论值，实际上还要考虑网络在处理数据撞包等任务时，消耗网络带宽资源之类的因素。因此，在高清视频网站考虑服务时，首先要考虑向服务器提供高清视频数据的存储系统，扩大存储系统的带宽，速度才能得到有效的提升。在高清视频监控系统中，存储的传输速率要求会随着监控系统的规模呈正比增长。
4、存储要求之可靠性
从高清视频文件对用户的重要性来讲有几个不同的层次：一般安全性用户、中度安全性用户、重要视频数据用户。
作为一般安全性用户，主要是指一些以分布式下载的高清电影网站，他们对于高清数据安全性要求相对不高。偶尔存储系统离线，并不会对整个体系造成太大影响，但是对于数据的完整性要求比较高。
中度安全性用户，如一些大型高清视频在线网站、交互网站等，要求高清视频数据具有实时性、交互性特点的，以及关键性的高清视频数据存储，都属于中度安全要求的用户。他们对于高清视频存储安全性的要求，是实时性和可恢复性。
重要视频数据用户，比如高清视频监控图像、媒体资讯制作内容等都属于重要视频数据类型，这类用户对高清视频存储安全的要求是实时性、冗余性和不间断性。
综上所述，对于中度安全用户和重要视频数据用户对后端存储系统的可靠性、稳定性要求较高，需要保证系统7×24小时不间断运营。
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