H.264離我們有多遠(yuǎn)？
茗子 2004/07/07
。。自2003年末以來(lái)，視訊業(yè)界各大廠商開始了對(duì)于H.264近乎狂熱般的追捧。的確，用一半的帶寬就可以實(shí)現(xiàn)原有的圖像質(zhì)量，H.264的這一魅力迅速折服了那些一直苦于專線帶寬昂貴的視訊用戶。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，目前包括鼎視通、中太、中興、科達(dá)、TANDBERG等視訊廠商都已經(jīng)或即將推出支持H.264標(biāo)準(zhǔn)的視訊新品。然而，問(wèn)題的關(guān)鍵在于，H.264成熟了嗎？H.264功能真的很實(shí)用嗎？
性能之長(zhǎng)
。。H.264相對(duì)于H.263來(lái)說(shuō)，最大優(yōu)勢(shì)在于它是一個(gè)甚低碼率的編碼方式。理論上講，在同等的還原圖像質(zhì)量的情況下，H.264要比H.263節(jié)省一半的碼率。換句話說(shuō)，同樣的一段視頻，用H.264在384kbps下編解碼后的圖像質(zhì)量，與H.263用768kbps編解碼相同。這就為那些帶寬資源比較緊張的用戶提供了低帶寬下獲得高質(zhì)量圖像的可能。
。。H.264在設(shè)計(jì)之初就考慮到了在不同網(wǎng)絡(luò)資源下的分級(jí)編碼傳輸。H.264具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力，在質(zhì)量不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，可以得到比H.263編碼視頻更好的質(zhì)量。隨著視頻通信應(yīng)用逐漸從政府和企業(yè)專網(wǎng)向公眾網(wǎng)轉(zhuǎn)移，H.264的抗干擾特性將會(huì)發(fā)揮關(guān)鍵作用。
。。H.264與H.261和H.263編碼方式的另一個(gè)顯著區(qū)別是它在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)時(shí)，可以支持更細(xì)的分像素運(yùn)動(dòng)矢量。對(duì)比H.263的1/2像素級(jí)預(yù)測(cè)，H.264可以實(shí)現(xiàn)在1/4像素級(jí)別的預(yù)測(cè)，這就使得H.264編碼出的視頻質(zhì)量更高。
。。H.264所帶來(lái)的好處不是免費(fèi)的。H.264的代價(jià)是其計(jì)算復(fù)雜度大大高于H.263。H.264的解碼復(fù)雜度是同等情況下H.263的2倍，而編碼復(fù)雜度更是H.263的3倍。計(jì)算復(fù)雜度的增加就使得H.264的實(shí)現(xiàn)受到了一定的限制。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是一個(gè)著名國(guó)際視頻終端廠商的最新產(chǎn)品，在H.263下可以支持2M碼率，但是在H.264下，只可以支持到512kbps。
應(yīng)用之短
。。當(dāng)然，作為一個(gè)新的編碼標(biāo)準(zhǔn)，H.264在應(yīng)用方面存在其局限性。因?yàn)樵嫉脑O(shè)計(jì)目標(biāo)是希望采用H.264以便在低帶寬的情況下得到良好的圖像質(zhì)量，但在實(shí)際測(cè)試中，我們可以看到，H.264在高碼率情況下，圖像質(zhì)量和H.263比較起來(lái)并沒(méi)有明顯差別。所以，在選購(gòu)H.264產(chǎn)品的時(shí)候，所用的網(wǎng)絡(luò)帶寬是用戶必須考慮的因素。因?yàn)槿绻曨l會(huì)議是運(yùn)行在專網(wǎng)之上，通�？梢员ＷC有1M帶寬，那么也就沒(méi)必要在H.264上花費(fèi)更多的投資。
。。由于H.264標(biāo)準(zhǔn)推出僅一年，大部分宣傳支持H.264的終端廠商主要都是支持H.264的基本檔次。因?yàn)镠.264編解碼復(fù)雜度的增加，對(duì)終端廠商的視頻處理能力提出了挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的平臺(tái)，要么就根本無(wú)法做H.264的編解碼，要么就不能支持高碼率下的編解碼。而且，幾個(gè)主要終端廠商之間H.264的實(shí)現(xiàn)方法不盡相同，不同品牌的終端很難使用H.264建立連接，互聯(lián)互通能力很難得到保障，這些客觀因素都為H.264的迅速普及設(shè)置了很大障礙。盡管隨著技術(shù)和產(chǎn)品化的演進(jìn)，這些問(wèn)題一定會(huì)逐漸得到解決，但實(shí)際上，我們還是看到了國(guó)內(nèi)視訊用戶對(duì)于當(dāng)前H.264產(chǎn)品的冷淡反應(yīng)。
不可阻擋的H.264
。。無(wú)論如何，H.264畢竟有其技術(shù)層面的先進(jìn)性，作為一個(gè)新興的編解碼標(biāo)準(zhǔn)，其高效的編碼性能有助與提高資源的使用效率，節(jié)省在網(wǎng)絡(luò)帶寬上的龐大投資。在2003年，我國(guó)寬帶普及程度越來(lái)越高，在DSL這樣低帶寬下的視頻通信需求會(huì)逐漸增大，我們有理由相信H.264必將在普及視頻通信的過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。另一方面，隨著越來(lái)越多的廠商加入到H.264協(xié)議的行列，相信我們?nèi)骟w驗(yàn)H.264視頻服務(wù)的那一天也將不再遙遠(yuǎn)。
H.264的誕生
。。在視頻通信和存儲(chǔ)應(yīng)用中，視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)占據(jù)著技術(shù)的核心地位。一直以來(lái)，視頻編碼存在著兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化體系，一個(gè)是由ISO/IEC主導(dǎo)的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)（如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4）；另一個(gè)是ITU-T主導(dǎo)的H.26x系列標(biāo)準(zhǔn)（如H.261和H.263）。MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)被廣泛應(yīng)用在視頻存貯、點(diǎn)播和轉(zhuǎn)發(fā)領(lǐng)域，比如VCD的視頻格式，就是基于MPEG-1技術(shù)開發(fā)的。同樣，由于國(guó)際電聯(lián)的推薦，H.26x系列標(biāo)準(zhǔn)也大量應(yīng)用于視頻通信領(lǐng)域，為廣大運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備提供商所采用。
。。1995年，國(guó)際電聯(lián)的視頻編碼專家組（Video Coding Experts Group,
VCEG）在完成了H.263標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作后，開始從兩個(gè)方向做進(jìn)一步研究，一個(gè)短期的方向是為H.263增加更多的功能，這就是后來(lái)的H.263版本2；另一個(gè)長(zhǎng)期目標(biāo)則是旨在開發(fā)一種新的低碼率視頻通信標(biāo)準(zhǔn)，命名為H.26L。2001年，ISO的運(yùn)動(dòng)圖像專家組（Motion
Picture Experts Group, MPEG）認(rèn)識(shí)到H.26L的潛在優(yōu)勢(shì)，與VCEG合作成立了聯(lián)合視頻組（Joint Video Team,
JVT）。這個(gè)小組的成果就是在2003年第二季度發(fā)布的高級(jí)視頻編碼（Advanced Video Coding，AVC）。在ITU-T系列標(biāo)準(zhǔn)中，AVC被稱作H.264。
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