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H.264数字视频编码格式标准简介

2012-01-24 04:36来源:未知发布者:laiquliu 查看:
                         H.264数字视频编码格式标准简介           

一、H.264基本概况
       随着HDTV的兴起,H.264这个编码格式标准频频出现在我们眼前,HD—DVD和蓝光DVD均计划采用这一标准进行节目制作。而且自2005年下半年以来,无论是NVIDIA还是ATI都把支持H.2 64硬件解码作为最值得宣传的视频技术。
       H.264是一种高性能的视频编解码技术。目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个,一个是“国际电联(ITU—T)”,它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等,另一个是“国际标准化组织(ISO)”它制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。而H.264则是由两个组织联合组建的联合视频组(JVT)共同制定的新数字视频编码标准,所以它既是ITU—T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4高级视频编码(Advanced Video Coding,AVC),而且它已成为MPEG-4标准的第1 0部分。因此,不论是MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 1 0,还是ISO/IEC l 4496-10,都是指H.264编码格式标准。
二、H.264的特征和优势
       H.264是国际标准化组织(ISO)和国际电信联盟(ITU)共同提出的继MPEG4之后的新一代数字视频压缩格式,它既保留了以往压缩技术的优点和精华又具有其他压缩技术无法比拟的许多优点。
       1、低码流(Low Bit Rate):和MPEG2和MPEG4 ASP等压缩技术相比,在同等图像质量下,采用H.264技术压缩后的数据量只有MPEG2的1/8,MPEG4的1/3。例如,原始文件的大小如果为8 8GB,采用MPEG-2压缩标准压缩后变成3.5GB,压缩比为25:1,而采用H.264压缩标准压缩后变为879MB,从8 8GB到879MB,H.264的压缩比达到惊人的102:l。显然,H.2 64压缩技术的采用将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。
       2、高质量的图象:H.264能提供连续、流畅的高质量图象(DVD质量)。
       3、容错能力强:H.264提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具。
       4、网络适应性强:H.264提供了网络抽取层(Network Ab straction Layer),使得H.264的文件能容易地在不同网络上传输(例如互联网,CDMA,GPRS,WCDMA,CDMA2000等。)
三、关于H.264的几个问题
1、H.264是国际标准吗?为何说H.264要比其他压缩技术更具前景? 
       H.2 64和此前的视频压缩技术相比,既是行业标准,同时也是国际标准。此前ITU—T制定的视频标准,因为和ISO/IEC的\IPEG系列标准存在兼容性问题,所以严格意义上并没有合适的、较为统一并为设备商们全体遵循的全球性圈际标准。和此前的压缩技术相比,H.264的优势主要体现在下面几个方面:
(1)精确匹配解码,避免带误累积;(2)更简单的规范实施;(3)强大的容错能力;(4)高效压缩,比其他视频压缩能力高5 O%以上;(5)时延级差,以适应更多应用环境等。
2、H.264是标准体系,还是单一性标准?H.264的总体优缺点如何?
       VCEG和MPEG联合开发H.264标准带来的最大好处就是,有助于H.264在全球范围内的设备统一化,推广起来更为简便。但是和此前的视频标准一样,为了使得应用范围更广,H.264也还是通过等级区别和类别算法对多种应用场景进行各自的协议支持。
       H.264可以提供1 1个等级、7个类别的子协议格式(算法),其中等级定义是对外部环境进行限定,例如带宽需求、内存需求、网络性能等等。等级越高.带宽要求就越高,视频质量也越高。类别定义则是针对特定应用,定义编码器所使用的特性子集,并规范不同运用环境中的编码器复杂程度。
       H.2 6 4除了在技术上的优势,运用上的优点主要体现在被更广泛地接受,成为统一性的全球标准,可以降低总体运用成本。当前主要缺点是:对终端(网络摄像机、显示终端)要求更高。另外,对于家庭用户而言,解码回放设备价格过高,导致目前普及上存在一定的困难。
3、当前H.264主要用在哪些领域?
       视频监控是H.264应用的重要方向之一,这得益于H.264强大的压缩能力、通用性,以及对网络性能的容忍能力。但H.264的应用领域极为宽泛,可以说,当前所有的视频应用,都可以通过H.264获得高质量的实现,例如数字电视广播、高清电视、在线视频的存储和点播、3 G视频电话等等。
4、中国在H.264方面的进展如何?自主技术方面有哪些突破?
       鉴于H.264作为全球通用标准的优势,国内大部分企业在部署新的视频应用时都有可能采用H.264,并且,正因为应用的广泛性,H.264的相关设备价格将会迅速下降,部署成本也将因此得以降低。
       我国的广电系统和电信运营商曾经将H 264作为主要的推动方向,并取得了一系列的成绩。在目前电信已经实行运营的IPTV项目中.几乎全部采用了H.264标准;广电系统的各大电视台在进行从模拟向数字转换,以及网络双向改造中,也大量采用了H.2 6 4技术标准。
        而随着我国第二代具有自主知识产仅的视频编码标准AVS(信息技术先进音视频编码)出台,情况发生了变化。由于AVS对比H.2 64算法更为简便,专利授权模式和收费都较为便利和低廉,并且和H.264在编解码、压缩上处于同一水平,因此我国开始大力推广AVS的应用及产业链打造。国家正在努力构建对AVS产业链的政策扶持和资金扶持,以促进AVS逐步走向快车道。从目前看,AVS标准已经看到H.264的应用广泛程度和后续竞争的存在,很多公司在开发AVS的同时,积极将AVS纳入到和H.264兼容的体系中,这将有利于推动AVS的发展.并在后续过程中,相互竞争的同时,为AVS的发展争取更多的空间。 (责任编辑:laiquliu)

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