H.264的核心技术与发展
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H.264/AVC是两大组织集合H.263+和Mpeg4的优点联合推出的最新标准,最具价值的部分无疑是更高的数据压缩比。在同等的图像质量条件下,H.264的数据压缩比能比H.263高2倍,比MPEG-4高1.5倍。
数字视频编解码技术的演变
国际标准通常是由国际标准化组织ISO在国际电信联盟 ITU的技术建议的基础上制订的。数字视频编解码标准也经历了多次变革,H264标准使运动图像压缩技术上升到了一个更高的阶段,在较低带宽上提供高质量的图像传输是H.264的应用亮点。H.264的推广应用对视频终端、网守、网关、MCU等系统的要求较高,将有力地推动视频会议软设备在各个方面的不断完善。
H.264的核心竞争力
H.264最具价值的部分无疑是更高的数据压缩比。压缩技术的基本原理就是将视频文件中的非重要信息过滤,以便让数据能够更快地在网络中传输。在同等的图像质量条件下,H.264的数据压缩比能比当前DVD系统中使用的MPEG-2高2-3倍,比MPEG-4高1.5-2倍。正因为如此,经过H.264压缩的视频数据,在网络传输过程中所需要的带宽更少,也更加经济。
在MPEG-4需要6Mbps的传输速率匹配时,H.264只需要3Mbps-4Mbps的传输速率。我们用交通运输来做更加形象的比喻:同样是用一辆卡车运输一个大箱子,假如MPEG-4能把箱子减重一半,那么H.264能把箱子减重为原来的1/4,在卡车载重量不变的情况下,H.264比MPEG-2让卡车的载货量增加了二倍。
H.264获得优越性能的代价是计算复杂度的大幅增加,例如分层设计、多帧参论、多模式运动估计、改进的帧内预测等,这些都显著提高了预测精度,从而获得比其他标准好得多的压缩性能。
不断提高的硬件处理能力和不断优化的软件算法是H.264得以风行的生存基础。早在十年前,主频为几十兆的CPU就达到了顶级,而如今普通的台式机,CPU的主频已经高达几千兆。按照摩尔定律的说法,芯片单位面积的容量每18个月翻一番,因此H.264所增加的运算复杂度相对于性能提升效果而言微不足道。更何况新的计算方法层出不穷,也相对缓解H.264对处理速度的饥渴需求。
H.264 与MPEG-4的比较
在极低码率(32-128Kbps)的情况下,H.264与MPEG-4相比具有性能倍增效应,即: 相同码率的H.26L媒体流和MPEG-4媒体流相比,H.26L拥有大约3个分贝的增益(画质水平倍增)。 32Kbps的H.26L媒体流,其信躁比与128K的MPEG-4媒体流相近。即在同样的画面质量下,H.264的码率仅仅为MPEG-4的四分之一。