H.264離我們有多遠？
茗子 2004/07/07
。。自2003年末以來(lái)，視訊業(yè)界各大廠(chǎng)商開(kāi)始了對于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(zhuān)線(xiàn)帶寬昂貴的視訊用戶(hù)。在國內市場(chǎng)，目前包括鼎視通、中太、中興、科達、TANDBERG等視訊廠(chǎng)商都已經(jīng)或即將推出支持H.264標準的視訊新品。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(cháng)
。。H.264相對于H.263來(lái)說(shuō)，最大優(yōu)勢在于它是一個(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節省一半的碼率。換句話(huà)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(hù)提供了低帶寬下獲得高質(zhì)量圖像的可能。
。。H.264在設計之初就考慮到了在不同網(wǎng)絡(luò )資源下的分級編碼傳輸。H.264具有較強的容錯能力，在質(zhì)量不穩定的網(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(zhù)視頻通信應用逐漸從政府和企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)向公眾網(wǎng)轉移，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(zhù)區別是它在執行運動(dòng)補償預測時(shí)，可以支持更細的分像素運動(dòng)矢量。對比H.263的1/2像素級預測，H.264可以實(shí)現在1/4像素級別的預測，這就使得H.264編碼出的視頻質(zhì)量更高。
。。H.264所帶來(lái)的好處不是免費的。H.264的代價(jià)是其計算復雜度大大高于H.263。H.264的解碼復雜度是同等情況下H.263的2倍，而編碼復雜度更是H.263的3倍。計算復雜度的增加就使得H.264的實(shí)現受到了一定的限制。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是一個(gè)著(zhù)名國際視頻終端廠(chǎng)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。
應用之短
。。當然，作為一個(gè)新的編碼標準，H.264在應用方面存在其局限性。因為原始的設計目標是希望采用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H.264產(chǎn)品的時(shí)候，所用的網(wǎng)絡(luò )帶寬是用戶(hù)必須考慮的因素。因為如果視頻會(huì )議是運行在專(zhuān)網(wǎng)之上，通常可以保證有1M帶寬，那么也就沒(méi)必要在H.264上花費更多的投資。
。。由于H.264標準推出僅一年，大部分宣傳支持H.264的終端廠(chǎng)商主要都是支持H.264的基本檔次。因為H.264編解碼復雜度的增加，對終端廠(chǎng)商的視頻處理能力提出了挑戰。現有的平臺，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(chǎng)商之間H.264的實(shí)現方法不盡相同，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(guān)因素都為H.264的迅速普及設置了很大障礙。盡管隨著(zhù)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，我們還是看到了國內視訊用戶(hù)對于當前H.264產(chǎn)品的冷淡反應。
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)新興的編解碼標準，其高效的編碼性能有助與提高資源的使用效率，節省在網(wǎng)絡(luò )帶寬上的龐大投資。在2003年，我國寬帶普及程度越來(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(zhù)越來(lái)越多的廠(chǎng)商加入到H.264協(xié)議的行列，相信我們全面體驗H.264視頻服務(wù)的那一天也將不再遙遠。
H.264的誕生
。。在視頻通信和存儲應用中，視頻編解碼標準占據著(zhù)技術(shù)的核心地位。一直以來(lái)，視頻編碼存在著(zhù)兩個(gè)標準化體系，一個(gè)是由ISO/IEC主導的MPEG系列標準（如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4）；另一個(gè)是ITU-T主導的H.26x系列標準（如H.261和H.263）。MPEG系列標準被廣泛應用在視頻存貯、點(diǎn)播和轉發(fā)領(lǐng)域，比如VCD的視頻格式，就是基于MPEG-1技術(shù)開(kāi)發(fā)的。同樣，由于國際電聯(lián)的推薦，H.26x系列標準也大量應用于視頻通信領(lǐng)域，為廣大運營(yíng)商和設備提供商所采用。
。。1995年，國際電聯(lián)的視頻編碼專(zhuān)家組（Video Coding Experts Group,
VCEG）在完成了H.263標準的制訂工作后，開(kāi)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(cháng)期目標則是旨在開(kāi)發(fā)一種新的低碼率視頻通信標準，命名為H.26L。2001年，ISO的運動(dòng)圖像專(zhuān)家組（Motion
Picture Experts Group, MPEG）認識到H.26L的潛在優(yōu)勢，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)布的高級視頻編碼（Advanced Video Coding，AVC）。在ITU-T系列標準中，AVC被稱(chēng)作H.264。
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