【術語解析】H264和MPEG4的關係

·mpeg-4的初衷是將dvd質量的圖像碼流從每秒6兆降低到1.5兆,將高清電視的碼流從每秒幾十兆降低到6~8兆。要實現這樣的編碼壓縮水平,就要用到一種叫avc(advanced video codec)的技術。國際電聯(itu)將這項技術命名爲h.264標準,mpeg 把這項技術放到mpeg-4標準裏的第10章(part 10)。這就是mpeg-4和h.264的關係。

  ·h.264/avc是由iso/iec與itu-t組成的聯合視頻組(jvt)制定的新一代視頻壓縮編碼標準,於2003年5月完成制訂。相對於先前的標準,h.264/avc無論在壓縮效率、還是在網絡適應性方面都有明顯的提高,因此,業界普遍預測其將在未來的視頻應用中替代現有的視頻壓縮標準。

  但是,h.264/avc標準由於對視頻源的限制,僅支持娛樂級視頻質量。爲了進一步擴大其應用範圍,使其適應高保真視頻壓縮的應用,jvt於2004年7月對h.264/avc做了重要的補充擴展,稱爲frext(fidelity range extensions)。

  h.264/avc標準第一版支持的源圖像爲每象素8b,且採樣方式僅限於4∶2∶0;而新近擴展的frext部分則擴大了標準的應用範圍,如專業級的視頻應用、高分辨率/高保真的視頻壓縮等。frext對h.264/avc的改善主要在:(1)進一步引入一些先進的編碼工具,提高了壓縮效率;(2)視頻源的每個樣值均可超過8b,最高可達12b;(3)增加了4∶2∶2與4∶4∶4的採樣格式;(4)更高的比特率,更高的圖像分辨率;(5)可達到圖像高保真的要求,支持無損壓縮;(6)支持rgb格式的壓縮,同時避免了色度空間轉換的舍入誤差。

  · mpeg-4 visual (mpeg-4 part 2)與h.264 (mpeg-4 part 10)均爲新一代多媒體通訊壓縮與解壓縮國際標準。其中mpeg-4目前作爲消費性電子核心技術正處於市場導入期。如目前利潤最高的高端smart phone多帶有動態影音攝影的功能,其壓縮標準主流即爲mpeg-4 visual。此外3g(第三代行動電話)手機所支持的影音功能亦多包含mpeg-4 visual編解碼功能。多媒體播放器的頂端產品(注:ipod屬中階產品)目前非pmp (portable media player)莫屬,單價高達2k~6k¥的系統均需包含mpeg-4 visual的播放功能。下一代的pmp將進一步結合數字相機與攝影機的功能達到全功能實時多媒體攝、錄、放與傳輸的需求。當然mpeg-4 visual還是扮演核心與關鍵技術角色。h.264整合iso/iec與itu-t兩大標準陣營,制定mpeg-4 visual的下一代影音壓縮標準。目的在進一步提高自然影像的壓縮率,且在通訊環境變化時亦能確保一定的影音品質,是下一代數字電視的編解碼標準。h.264爲達成上述目的,採用多項創新技術(亦使h.264與mpeg-1/-2/-4 visual不兼容),故軟硬件設計上與mpeg-4 visual炯異。而重要的是h.264將應用在3g行動通訊之上。故h.264爲下一代3c產品的殺手級核心技術。

  ·通常所說h.264和mpeg4的比較是指h.264和mpeg-4 part 2 advanced simple profile (asp)的比較而言

  ·  h.264 標準壓縮系統由視頻編碼層( vcl )和網絡提取層( network abstraction layer , nal )兩部分組成。vcl 中包括 vcl 編碼器與 vcl 解碼器,主要功能是視頻數據壓縮編碼和解碼,它包括運動補償、變換編碼、熵編碼等壓縮單元。 nal 則用於爲 vcl 提供一個與網絡無關的統一接口,它負責對視頻數據進行封裝打包後使其在網絡中傳送,它採用統一的數據格式,包括單個字節的包頭信息、多個字節的視頻數據與組幀、邏輯信道信令、定時信息、序列結束信號等。包頭中包含存儲標誌和類型標誌。存儲標誌用於指示當前數據不屬於被參考的幀。類型標誌用於指示圖像數據的類型。vcl 可以傳輸按當前的網絡情況調整的編碼參數。

  ·h.264 和 h.261 、 h.263 一樣,也是採用 dct 變換編碼加 dpcm 的差分編碼,即混合編碼結構。同時,

  ·h.264 在混合編碼的框架下引入了新的編碼方式,提高了編碼效率,更貼近實際應用。

  ·h.264 沒有繁瑣的選項,而是力求簡潔的 “ 迴歸基本 ” ,它具有比 h.263++ 更好的壓縮性能,又具有適應多種信道的能力。

  ·h.264 的應用目標廣泛,可滿足各種不同速率、不同場合的視頻應用,具有較好的抗誤碼和抗丟包的處理能力。

  ·h.264 的基本系統無需使用版權,具有開放的性質,能很好地適應 ip 和無線網絡的使用,這對目前因特網傳輸多媒體信息、移動網中傳輸寬帶信息等都具有重要意義。

  ·新的快速運動估值算法 umhexagons (中國專利)是一種運算量相對於 h.264 中原有的快速全搜索算法可節約 90 %以上的新算法,全名叫 “ 非對稱十字型多層次六邊形格點搜索算法 ” ( unsymmetrical-cross muti-hexagon search ) ” ,這是一種整像素運動估值算法。由於它在高碼率大運動圖像序列編碼時,在保持較好率失真性能的條件下,運算量十分低,已被 h.264 標準正式採納。

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