從我們在接觸網(wǎng)絡(luò)上面看電影以來,就會遇到從原先我們熟知的RMVB格式的視頻到后來接觸的MP4、3GP等格式的視頻就會感到為什么同樣是AVI的視頻,我的MP4卻不支持,而別人的就可以呢?這里就涉及到了視頻編碼與封裝格式的問題。本文主要是針對視頻編碼進(jìn)行討論,以后會在下次為大家講解一下關(guān)于封裝格式的問題。
所謂視頻編碼方式就是指通過特定的壓縮技術(shù),將某個視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文件的方式。目前視頻流傳輸中最為重要的編解碼標(biāo)準(zhǔn)有國際電聯(lián)的H.264,運動靜止圖像專家組的M-JPEG和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織運動圖像專家組的MPEG系列標(biāo)準(zhǔn),此外在互聯(lián)網(wǎng)上被廣泛應(yīng)用的還有Real-Networks的RealVideo、微軟公司的WMV以及Apple公司的QuickTime等,到目前google力推的WebM格式都收到了我們的關(guān)注。以下我們會為大家就主流的視頻編碼做一下講解。
視頻國際標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)組織的的ISO和ITU-T
格式的統(tǒng)一肯定會極大地提高人們的生活的便利以及數(shù)據(jù)的傳播,為什么還會有如此繁多的視頻編碼的方式,難道就沒有專門機構(gòu)或者組織來管理一下嗎?帶著這些疑問我們認(rèn)識一下底下的兩個機構(gòu)。
■ ITU-T
ITU-T的中文名稱是國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織(ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector), 它是國際電信聯(lián)盟管理下的專門制定遠(yuǎn)程通信相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的組織。由ITU-T指定的國際標(biāo)準(zhǔn)通常被稱為建議(Recommendations)。由于ITU-T是ITU的一部分,而ITU是聯(lián)合國下屬的組織,所以由該組織提出的國際標(biāo)準(zhǔn)比起其它的組織提出的類似的技術(shù)規(guī)范更正式一些。
它制定的標(biāo)準(zhǔn)有H.261、H.263、H.263+等,目前流行最廣的,影響也是最大的H.264也有他的一份功勞。底下附上
H - 視頻音頻以及多媒體系統(tǒng)復(fù)合方法
H.223 低碼率多媒體通信復(fù)合協(xié)議
H.225.0 也被稱為實時傳輸協(xié)議
H.261 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn), 約1991年
H.262 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)(和MPEG-2第二部分內(nèi)容相同), 約1994年
H.263 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn), 約1995年
H.263v2 (也就是 H.263+) 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn), 約1998年
H.264 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)(和MPEG-4第十部分內(nèi)容相同), 約2003年
H.323 基于包傳輸?shù)亩嗝襟w通信系統(tǒng)
■ ISO
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)是由各國標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體(ISO成員團(tuán)體)組成的世界性的聯(lián)合會。負(fù)責(zé)各種標(biāo)準(zhǔn)的制定,當(dāng)然也少不了關(guān)于視頻編碼方面的。它制定的標(biāo)準(zhǔn)有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。并且已經(jīng)制定出來了最新的MPEG-7,并且計劃公布MPEG-21。
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定的標(biāo)準(zhǔn)主要集中在MPEG系列。也就是由動態(tài)的圖像專家組制定的一系列的標(biāo)準(zhǔn)。
由ISO下屬的MPEG運動圖象專家組開發(fā)視頻編碼方面主要是Mpeg1(vcd用的就是它)、Mpeg2(DVD使用)、Mpeg4(現(xiàn)在的DVDRIP使用的都是它的變種,如:divx,xvid等)、Mpeg4 AVC(現(xiàn)在正熱門也就是H.264)
了解一下這兩家機構(gòu)是我們了解視頻編碼之所以會對現(xiàn)在所采用的主流視頻的編碼有著重要的作用。正是這兩家機構(gòu)根據(jù)不同的時期對于視頻編碼的不斷地調(diào)整才使得目前的視頻編碼看起來混亂的原因。其實本意是為了滿足目前互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展以及隨著電腦性能的提高做得調(diào)整,隨著時間的推移,可以預(yù)見的是短時間內(nèi)視頻的編碼還是會多家并存,隨著google、微軟等巨頭的涌入,可能會在不久的將來也發(fā)生一定的變化。
ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的MPEG-4
MPEG全稱是Moving Pictures Experts Group,它是“動態(tài)圖象專家組”的英文縮寫,該專家組成立于1988年,致力于運動圖像及其伴音的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)化工作,原先他們打算開發(fā)MPEG1、MPEG2、MPEG3和MPEG4四個版本,以適用于不同帶寬和數(shù)字影像質(zhì)量的要求。
MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)已成為國際上影響最大的多媒體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),其中MPEG-1和MPEG-2是采用以香農(nóng)信息論為基礎(chǔ)的預(yù)測編碼、變換編碼、熵編碼及運動補償?shù)鹊谝淮鷶?shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù);MPEG-4(ISO/IEC 14496)則是基于第二代壓縮編碼技術(shù)制定的國際標(biāo)準(zhǔn),它以視聽媒體對象為基本單元,采用基于內(nèi)容的壓縮編碼,以實現(xiàn)數(shù)字視音頻、圖形合成應(yīng)用及交互式多媒體的集成。MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)對VCD、DVD等視聽消費電子及數(shù)字電視和高清晰度電視(DTV和HDTV)、多媒體通信等信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大而深遠(yuǎn)的影響。
MPEG1已經(jīng)在VCD上得到了廣泛的應(yīng)用,而MPEG2在DVD以及廣播電視上面得到了利用,而MPEG3最初是為HDTV開發(fā)的編碼和壓縮標(biāo)準(zhǔn),但由于MPEG2的出色性能表現(xiàn),MPEG3并沒有得到重用,只好在半路就被pass掉了。
MPEG-4于1999年初正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)。它是一個適用于低傳輸速率應(yīng)用的方案。與MPEG1和MPEG2相比,MPEG4更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。MPEG-4(同時也是ISO/IEC 14496)的制訂并非只有動態(tài)視頻的編解碼而已,其中還包括諸多的環(huán)節(jié)與項目,真正與視頻直接且密切相關(guān)的,其實就是MPEG-4 Part 2(也稱為MPEG-4 Visual)的部分,其余還有用于傳送時的整合架構(gòu)規(guī)范、文件格式、軟件規(guī)范、相關(guān)定義等。
MPEG1、MPEG2技術(shù)當(dāng)初制定時,它們定位的標(biāo)準(zhǔn)均為高層媒體表示與結(jié)構(gòu),但隨著計算機軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,MPEG1.MPEG2技術(shù)的弊端就顯示出來了:交互性及靈活性較低,壓縮的多媒體文件體積過于龐大,難以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的實時傳播。而MPEG4技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是對運動圖像中的內(nèi)容進(jìn)行編碼,其具體的編碼對象就是圖像中的音頻和視頻,術(shù)語稱為“AV對象”,而連續(xù)的AV對象組合在一起又可以形成AV場景。因此,MPEG4標(biāo)準(zhǔn)就是圍繞著AV對象的編碼、存儲、傳輸和組合而制定的,高效率地編碼、組織、存儲、傳輸AV對象是MPEG4標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容。AV對象(AVO,Audio Visual Object)是MPEG-4為支持基于內(nèi)容編碼而提出的重要概念。對象是指在一個場景中能夠訪問和操縱的實體,對象的劃分可根據(jù)其獨特的紋理、運動、形狀、模型和高層語義為依據(jù)。在MPEG-4中所見的視音頻已不再是過去MPEG-1、MPEG-2中圖像幀的概念,而是一個個視聽場景(AV場景),這些不同的AV場景由不同的AV對象組成。AV對象是聽覺、視覺、或者視聽內(nèi)容的表示單元,其基本單位是原始AV對象,它可以是自然的或合成的聲音、圖像。原始AV對象具有高效編碼、高效存儲與傳輸以及可交互操作的特性,它又可進(jìn)一步組成復(fù)合AV對象。因此MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容就是對AV對象進(jìn)行高效編碼、組織、存儲與傳輸。AV對象的提出,使多媒體通信具有高度交互及高效編碼的能力,AV對象編碼就是MPEG-4的核心編碼技術(shù).
在視頻編碼方面,MPEG4支持對自然和合成的視覺對象的編碼。(合成的視覺對象包括2D、3D動畫和人面部表情動畫等)。在音頻編碼上,MPEG4可以在一組編碼工具支持下,對語音、音樂等自然聲音對象和具有回響、空間方位感的合成聲音對象進(jìn)行音頻編碼。
由于MPEG4只處理圖像幀與幀之間有差異的元素,而舍棄相同的元素,因此大大減少了合成多媒體文件的體積。應(yīng)用MPEG4技術(shù)的影音文件最顯著特點就是壓縮率高且成像清晰,一般來說,一小時的影像可以被壓縮為350M左右的數(shù)據(jù),而一部高清晰度的DVD電影, 可以壓縮成兩張甚至一張650M CD光碟來存儲。
做一個對比就可以清楚地看到MPEG-4(part2)的優(yōu)點,如果傳輸一個1920×1080的HD高分辨率、24fps(每秒更新24張畫面)傳輸頻寬上MPEG-2需要12~20Mbps,相對的MPEG-4 SP(第二部分)只要10Mbps多點,更直接地說,若將MPEG-2的頻寬視為基準(zhǔn)100%,MPEG-4 SP要達(dá)相同體驗效果只需60%頻寬。
■MPEG-4的技術(shù)特點
MPEG-4則代表了基于模型/對象的第二代壓縮編碼技術(shù),它充分利用了人眼視覺特性,抓住了圖像信息傳輸?shù)谋举|(zhì),從輪廓、紋理思路出發(fā),支持基于視覺內(nèi)容的交互功能,這適應(yīng)了多媒體信息的應(yīng)用由播放型轉(zhuǎn)向基于內(nèi)容的訪問、檢索及操作的發(fā)展趨勢。
MPEG-4不僅可提供高壓縮率,同時也可實現(xiàn)更好的多媒體內(nèi)容互動性及全方位的存取性,它采用開放的編碼系統(tǒng),可隨時加入新的編碼算法模塊,同時也可根據(jù)不同應(yīng)用需求現(xiàn)場配置解碼器,以支持多種多媒體應(yīng)用。
MPEG-4 采用了新一代視頻編碼技術(shù),它在視頻編碼發(fā)展史上第一次把編碼對象從圖像幀拓展到具有實際意義的任意形狀視頻對象,從而實現(xiàn)了從基于像素的傳統(tǒng)編碼向基于對象和內(nèi)容的現(xiàn)代編碼的轉(zhuǎn)變,因而引領(lǐng)著新一代智能圖像編碼的發(fā)展潮流。
MPEG-4作為新一代多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼的典型代表,它第一次提出了基于內(nèi)容、基于對象的壓縮編碼思想。它要求對自然或合成視聽對象作更多分析甚至是理解,這正是信息處理的高級階段,因而代表了現(xiàn)代數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)的發(fā)展方向。
MPEG-4實現(xiàn)了從矩形幀到VOP的轉(zhuǎn)變以及基于像素的傳統(tǒng)編碼向基于對象和內(nèi)容的現(xiàn)代編碼的轉(zhuǎn)變,這正體現(xiàn)了傳統(tǒng)視頻編碼與新一代視頻編碼的有機統(tǒng)一?;趦?nèi)容的交互性是MPEG-4的核心思想,這對于視頻編碼技術(shù)的發(fā)展方向及廣泛應(yīng)用都具有特別重要的意義。
■ 目前主流占優(yōu)勢的H.264
H.264 是由ITU-T 的VCEG(視頻編碼專家組)和ISO/IEC 的MPEG(活動圖像編碼專家組)聯(lián)合組建的聯(lián)合視頻組(JVT:joint video team)提出的一個新的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),它既是ITU-T 的H.264,又是ISO/IEC 的MPEG-4 的第10 部分。而國內(nèi)業(yè)界通常所說的MPEG-4 是MPEG-4 的第2 部分。即:
H.264=MPEG-4(第十部分,也叫ISO/IEC 14496-10)=MPEG-4 AVC
因此,不論是MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10,還是ISO/IEC 14496-10,都是指H.264。H.264也是MPEG-4的一部分。
H.264標(biāo)準(zhǔn)從1998 年1 月份開始草案征集,到2003 年7 月,整套H.264 (ISO/IEC 14496-10)規(guī)范定稿。2005年1 月,MPEG 組織正式發(fā)布了H.264 驗證報告,從各個方面論證了H.264 的可用性以及各種工具集的效果,從標(biāo)準(zhǔn)的角度,印證H.264 的成熟性。
關(guān)于該技術(shù)的視頻編碼方案,現(xiàn)在正式命名為ITU-T H.264或“JVT/AVC草案”。H.264/MPEG-4 AVC作為MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的擴展(MPEG-4 Part 10),充分利用了現(xiàn)有MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)中的各個環(huán)節(jié)。H.264/MPEG-4 AVC就在現(xiàn)有MPEG-4 Advanced Simple Profile的基礎(chǔ)之上進(jìn)行發(fā)展的。它即保留了以往壓縮技術(shù)的優(yōu)點和精華又具有其他壓縮技術(shù)無法比擬的許多優(yōu)點。
H.264的技術(shù)特點:
H.264 使圖像壓縮技術(shù)上升到了一個更高的階段,能夠在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸,該優(yōu)點非常適合國內(nèi)運營商用戶量大、接入網(wǎng)/骨干網(wǎng)帶寬相對有限的狀況。在同等的畫質(zhì)下,H.264 比上一代編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG2 平均節(jié)約64%的傳輸碼流,而比MPEG4 ASP 要平均節(jié)約39%的傳輸碼流。全球很多IPTV業(yè)務(wù)運營商都將H.264 作為編解碼格式的標(biāo)準(zhǔn),包括比利時電信,荷蘭KPN,泰國ADC 電信,中國電信等等。
根據(jù)中國電信上海研究院的實際測試結(jié)果表明:國內(nèi)普遍采用的MPEG-4 編碼技術(shù)在3Mbps 的帶寬下尚達(dá)不到標(biāo)清的圖像質(zhì)量,而H.264 編碼技術(shù)可以在2M 帶寬下提供要求的圖像效果。因而運營商希望引入更先進(jìn)的H.264 編碼技術(shù),在有限的帶寬資源下進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量。其主要的特點是:
1.更高的編碼效率:同H.263等標(biāo)準(zhǔn)的特率效率相比,能夠平均節(jié)省大于50%的碼率。
2.高質(zhì)量的視頻畫面:H.264能夠在低碼率情況下提供高質(zhì)量的視頻圖像,在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸是H.264的應(yīng)用亮點。和MPEG2和MPEG4 ASP等壓縮技術(shù)相比,在同等圖像質(zhì)量下,采用H.264技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)量只有MPEG2的1/8,MPEG4的1/3。顯然,H.264壓縮技術(shù)的采用將大大節(jié)省用戶的下載時間和數(shù)據(jù)流量收費。
3.提高網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力:H.264可以工作在實時通信應(yīng)用(如視頻會議)低延時模式下,也可以工作在沒有延時的視頻存儲或視頻流服務(wù)器中。
4.采用混合編碼結(jié)構(gòu):同H.263相同,H.264也使用采用DCT變換編碼加DPCM的差分編碼的混合編碼結(jié)構(gòu),還增加了如多模式運動估計、幀內(nèi)預(yù)測、多幀預(yù)測、基于內(nèi)容的變長編碼、4x4二維整數(shù)變換等新的編碼方式,提高了編碼效率。
5.H.264的編碼選項較少:在H.263中編碼時往往需要設(shè)置相當(dāng)多選項,增加了編碼的難度,而H.264做到了力求簡潔的“回歸基本”,降低了編碼時復(fù)雜度。
6.H.264可以應(yīng)用在不同場合:H.264可以根據(jù)不同的環(huán)境使用不同的傳輸和播放速率,并且提供了豐富的錯誤處理工具,可以很好的控制或消除丟包和誤碼。
7.錯誤恢復(fù)功能:H.264提供了解決網(wǎng)絡(luò)傳輸包丟失的問題的工具,適用于在高誤碼率傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)中傳輸視頻數(shù)據(jù)。
8.較高的復(fù)雜度:264性能的改進(jìn)是以增加復(fù)雜性為代價而獲得的。據(jù)估計,H.264編碼的計算復(fù)雜度大約相當(dāng)于H.263的3倍,解碼復(fù)雜度大約相當(dāng)于H.263的2倍。
技術(shù)上,它集中了以往標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點,并吸收了標(biāo)準(zhǔn)制定中積累的經(jīng)驗。與H.263 v2(H.263+)或MPEG-4簡單類(Simple Profile)相比,H.264在使用與上述編碼方法類似的最佳編碼器時,在大多數(shù)碼率下最多可節(jié)省50%的碼率。H.264在所有碼率下都能持續(xù)提供較高的視頻質(zhì)量。H.264能工作在低延時模式以適應(yīng)實時通信的應(yīng)用(如視頻會議),同時又能很好地工作在沒有延時限制的應(yīng)用,如視頻存儲和以服務(wù)器為基礎(chǔ)的視頻流式應(yīng)用。H.264提供包傳輸網(wǎng)中處理包丟失所需的工具,以及在易誤碼的無線網(wǎng)中處理比特誤碼的工具。
在系統(tǒng)層面上,H.264提出了一個新的概念,在視頻編碼層(Video Coding Layer, VCL)和網(wǎng)絡(luò)提取層(Network Abstraction Layer, NAL)之間進(jìn)行概念性分割,前者是視頻內(nèi)容的核心壓縮內(nèi)容之表述,后者是通過特定類型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遞送的表述,這樣的結(jié)構(gòu)便于信息的封裝和對信息進(jìn)行更好的優(yōu)先級控制。
既生瑜何生亮?
其實通過上面的討論我們也看到了H.264跟MPEG-4(part2)都是為了互聯(lián)網(wǎng)而生,而且有許多共同的特點,那么既生MPEG-4?何生H.264?有了MPEG-4(第二部分)為什么還要H.264,豈不是多此一舉?兩者到底有多大的區(qū)別呢?為何需要再訂制出MPEG-4 Part 10呢?直接沿用MPEG-4 Part 2難道不行?
雖然MPEG-4已針對Internet傳送而設(shè)計,提供比MPEG-2更高的視頻壓縮效率,更靈活與彈性變化的播放取樣率,但就視頻會議而言總希望有更進(jìn)一步的壓縮,所以才需要出現(xiàn)了H.264。
首先就是上文提到的H.264對于帶寬的要求低,在帶寬比較吃緊的情況下一樣可以正常的工作,只相當(dāng)于MPEG-4第二部分的2/3,不要小看這些,這些就可以決定你看視頻是否流暢。更具體地說,H.264力求在40kbps~300kbps的有限帶寬下盡可能得到流暢、清晰的表現(xiàn)。
那么到底壓縮了更小的H.264能夠有更高的壓縮率,播放效果是不是大打折扣呢?播放效果與MPEG-2、MPEG-4近乎相同嘛?是的,其實視頻的質(zhì)量我們看不出多大的差別,之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象答案在于H.264采用了更復(fù)雜的編碼算法,當(dāng)然對于解碼也提出了更高的要求。
以前之所以未采用更復(fù)雜的算法,是考慮到解碼(播放)端的運算能力不足,就會導(dǎo)致播放不流暢,失去視頻娛樂觀賞的意義,但如今不同,無論桌面電腦、移動終端的性能都突飛猛進(jìn),即便運用更復(fù)雜的壓縮編碼都可以實時解碼、流暢地播放,這正是MEPG-4、H.264能夠流行的一項先決條件。
但是其實這些都不是關(guān)鍵,目前的寬帶已經(jīng)完全滿足了mpeg-4第二部分的使用,但是為什么還要H.264呢?就是因為授權(quán)的問題。關(guān)于這個問題,H.264不僅壓縮算法比以往的MPEG-4更優(yōu)異,帶寬耗用更低,還有一項最誘人的特點:授權(quán)費用比較合理,因為H.264晚于MPEG-4問世,且兩者定位接近,既然如此,H.264只好在授權(quán)費上降低定位,期盼以較寬厚的授權(quán)方式爭取被采用,而這正是對了運營商的胃口,當(dāng)初許多運營商對MPEG-4的授權(quán)深表反感,之后也都熱烈擁護(hù)H.264。
MPEG-7視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
MPEG-7為多媒體內(nèi)容描述接口(Multimedia content description interface),是基于內(nèi)容表示的多媒體內(nèi)容描述標(biāo)準(zhǔn)。2001年9月成為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 15938-1。
目的是制定一套描述符標(biāo)準(zhǔn),用來描述各種類型的多媒體信息及它們之間的關(guān)系,以便更快更有效地檢索信息。這些媒體材料可包括靜態(tài)圖像、圖形、3D模型、聲音、話音、電視以及在多媒體演示中它們之間的組合關(guān)系。在某些情況下,數(shù)據(jù)類型還可包括面部特性和個人特性的表達(dá)。
MPEG-7致力于視聽數(shù)據(jù)信息編碼的表達(dá)(表達(dá)內(nèi)容的信息,而不是內(nèi)容本身)。這一點與目標(biāo)集中在視頻/音頻數(shù)據(jù)的壓縮與編碼的MPEG-1/2/4不同,MPEG-7所表達(dá)的不是內(nèi)容/信息本身,而是表示信息的信息。
MPEG-7聚焦于多媒體材料的通用接口的標(biāo)準(zhǔn)化,關(guān)注數(shù)據(jù)資源的交互性與全球化、數(shù)據(jù)管理的靈活性。MPEG-7只關(guān)心描述本身,而將描述的生成、特征的提取、索引的處理等都排除在標(biāo)準(zhǔn)之外。
MPEG-7提供了可視內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和聯(lián)接機制、以及對可視內(nèi)容表述的標(biāo)準(zhǔn)化,為實現(xiàn)基于內(nèi)容的檢索提供了應(yīng)用框架,并使對多媒體數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、交換、檢索和重用更加有效。
巨頭微軟的VC-1(WMV)■巨頭微軟力推的VC-1
VC-1是軟件巨頭微軟力推的一種視頻編碼的格式,但是它的發(fā)展并不是很順利,可以說是歷經(jīng)坎坷。直到2006年初,活動圖像和電視工程師協(xié)會(SMPTE)才正式頒布了由微軟提出并開發(fā)的VC-1視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。
微軟是在2003年9月遞交VC-1編碼格式(開發(fā)代號Corona)的,目前已經(jīng)得到了MovieBeam、Modeo等不少公司的采納,同時也包含在 HD DVD和藍(lán)光中,包括華納和環(huán)球等影業(yè)公司也有采用這種格式的意向。VC-1基于微軟Windows Media Video 9(WMV9)格式,而WMV9格式現(xiàn)在已經(jīng)成為VC-1標(biāo)準(zhǔn)的實際執(zhí)行部分。WMV(Windows Media Video)是微軟公司的視頻編解碼器家族,包括WMV 7、WMV 8、WMV 9、WPV 10。這一族的編解碼器可以應(yīng)用在從撥號上網(wǎng)的窄帶視頻到高清晰度電視(HDTV)的寬帶視頻。使用Windows Media Video用戶還可以將視頻文件刻錄到CD、DVD或者其它一些設(shè)備上。它也適用于用作媒體服務(wù)器。WMV 可以被看作是MPEG-4的一個增強版本。最新的由SMPTE(電視電影工程師協(xié)會)承認(rèn)的WMV-9,也就是我們說的上面的VC-1。
VC-1是最后被認(rèn)可的高清編碼格式,不過因為有微軟的后臺,所以這種編碼格式不能小窺。相對于MPEG2,VC-1的壓縮比更高,但相對于H.264而言,編碼解碼的計算則要稍小一些,目前來看,VC-1可能是一個比較好的平衡,輔以微軟的支持,應(yīng)該是一只不可忽視的力量。一般來說,VC-1多為 “.wmv”后綴,但這都不是絕對的,具體的編碼格式還是要通過軟件來查詢。
總的來說,從壓縮比上來看,H.264的壓縮比率更高一些,也就是同樣的視頻,通過H.264編碼算法壓出來的視頻容量要比VC-1的更小,但是VC-1 格式的視頻在解碼計算方面則更小一些,一般通過高性能的CPU就可以很流暢的觀看高清視頻。
VC-1的發(fā)展有利方面以及發(fā)展中的障礙
VC-1具備迅速縮小差距的潛力,因為VC-1是在WM9壓縮系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立的,與MPEG-4存在眾多解釋分歧的情況相比,該規(guī)范的分歧空間較小。另一個對VC-1有力的重要因素是許多電信公司(包括SBC)已宣布支持微軟的IPTV平臺。雖然H.264可以部署在微軟的IPTV平臺上,但已經(jīng)采用微軟IPTV的電信公司強烈傾向于實現(xiàn)完全集成的微軟方案。保證VC-1互操作性的過程也有可能更加簡單,因為不同于由許多供應(yīng)商給出不同解釋的H.264,微軟是該標(biāo)準(zhǔn)的最終裁定者。
不過,VC-1目前的氣勢依然弱于H.264,也弱于MPEG-4,一方面是VC-1在技術(shù)層面上的實際表現(xiàn)與H.264無太大差異,VC-1同樣以MPEG-4為基礎(chǔ),但并沒有特別的突出點或優(yōu)越性,運營商從技術(shù)角度考慮沒有必要非選擇VC-1。
另外,從授權(quán)角度來看VC-1是否有優(yōu)勢呢?答案是三者中最不利的,礙于Microsoft一貫的推行策略,VC-1的授權(quán)來源僅只一家,授權(quán)價格與方式調(diào)整,以及后續(xù)版本的改進(jìn)方向,都由微軟一手掌握,無人能左右,眼前為與MPGE-4、H.264等競爭,VC-1授權(quán)自然不敢過高,但運營商依然對未來是否會漲價表示擔(dān)心。
新勢力的WebM
如果說H.264的出現(xiàn)是對于MPEG-4第二部分的視頻編碼收費過高的宣戰(zhàn),那么google力推的WebM則就是對于收版權(quán)費的視頻編碼的宣戰(zhàn)。盡管在視頻的質(zhì)量上WebM沒有多大的優(yōu)勢,但是WebM的標(biāo)準(zhǔn)更傾向于開源,因此也就是對于網(wǎng)絡(luò)更加的便利化的一個催進(jìn)劑。WebM所使用的VP8視頻格式,相對于H.264而言并無技術(shù)上的優(yōu)勢,但勝在免費;而H.264不僅技術(shù)優(yōu)勢明顯,并且已經(jīng)成為一種事實標(biāo)準(zhǔn),獲得了廣泛的應(yīng)用。
WebM標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)視頻更加偏向于開源并且是基于HTML5標(biāo)準(zhǔn)的。最為可怕的是WebM標(biāo)準(zhǔn)受到了包括 Opera,Mozilla,adobe等軟件巨頭和AMD,ARM,NVIDIA,qualcomm在內(nèi)硬件巨頭的支持,在未來潛力巨大。而且google自己的全球第一大視頻網(wǎng)站YouTube目前80%的視頻支持全新的WebM標(biāo)準(zhǔn)。
WebM是一個由Google資助的項目,目標(biāo)是構(gòu)建一個開放的、免版權(quán)使用費的視頻文件格式。該視頻文件格式應(yīng)能提供高質(zhì)量的視頻壓縮以配合 HTML 5使用。WebM項目是一個使用BSD許可證的開源項目,它采用了On2 Technologies開發(fā)的VP8視頻編解碼器和Xiph.Org基金會開發(fā)的Vorbis音頻編解碼器(一種開源且無專利限制的音頻壓縮格式),其 使用的封裝格式則以Matroska(MKV)開源格式為基礎(chǔ)。
這是一個極好的解決方案,因為它在可能是最進(jìn)步的開源協(xié)議之下提供WebM源代碼,允許幾乎任何背景下的代碼重用,而又克服了BSD許可中的一大弱點--專利授權(quán)機制的缺乏。”
不幸的是,問題還沒有被徹底地劃清。僅管許可問題已經(jīng)被解決,WebM現(xiàn)在下享受著廣大技術(shù)界的支持,MPEG LA問題依然存在。MPEG LA有一個管理著H.264許可發(fā)放(H.264 licensing的組織。這一組織說它在考慮為VP8集成一個專利池(gathering a patent pool for VP8),聲明說codec可能被屬于與MPEG LA相關(guān)的公司的專利覆蓋。如果這一組織最終這么做,這將意味著V8將不再免專利稅。
寫在最后:
目前的視頻發(fā)展中,可以說老的視頻格式并沒有死去,而是正當(dāng)年。而新的視頻由于適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)時代的發(fā)展,前途光明。
目前的MPEG-2的視頻在藍(lán)光時代一樣是得到了重用,MPEG-2不是MPEG -1的簡單升級,MPEG-2在系統(tǒng)和傳送方面作了更加詳細(xì)的規(guī)定和進(jìn)一步的完善。MPEG-2特別適用于廣播級的數(shù)字電視的編碼和傳送,被認(rèn)定為SDTV和HDTV的編碼標(biāo)準(zhǔn)。DVD影碟就是采用MPEG-2壓縮標(biāo)準(zhǔn)。
而H.264雖然收費問題仍讓人不滿,但是由于普及的面大,加上其算法上面的領(lǐng)先,在短時間內(nèi)不會讓別人追上。而MPEG-4{2}由于目前網(wǎng)絡(luò)速度的發(fā)展,加上費用的下降甚至于以后的費用可能為零來競爭,也很有發(fā)展前途。
而google與微軟自己力推的WMV以及WebM都有著巨頭強大的實力作為后盾。特別是WMV這幾年已經(jīng)在日常中比較常見了,而WebM由于開源加上免費的優(yōu)點,再加上其最大的視頻網(wǎng)站YOutobe作為后盾,加上許多廠家的力捧,很有希望在以后后來居上。