MPEG-4、MPEG-4/AVC、H.264之間的聯絡與區別
當你在網上下載視訊時,經常會看到MPEG-4、h.264等等詞彙,它們之間有什麼關係嗎?
在視訊編解碼技術定義方面有兩大標準機構。一個是國際電信聯盟 (ITU) 致力於電信應用,已經開發了用於低位元率視訊電話的 H.26x 標準,其中包括 H.261、H.262、H.263 與 H.264;另一個是國際標準化組織 (ISO) 主要針對消費類應用,已經針對運動影象壓縮定義了 MPEG 標準。MPEG 標準包括 MPEG1、MPEG2 與 MPEG4。
1、關於MPEG4
MPEG1、MPEG2技術當初制定時,它們定位的標準均為高層媒體表示與結構,但隨著計算機軟體及網路技術的快速發展,MPEG1、MPEG2技術的弊端就顯示出來了:互動性及靈活性較低,壓縮的多媒體檔案體積過於龐大,難以實現網路的實時傳播。
而MPEG4技術的標準是對運動影象中的內容進行編碼,其具體的編碼物件就是影象中的音訊和視訊,術語稱為"AV物件",高效率地編碼、組織、儲存、傳輸AV物件是MPEG4標準的基本內容。在視訊編碼方面,MPEG4支援對自然和合成的視覺物件的編碼。(合成的視覺物件包括2D、3D動畫和人面部表情動畫等)。在音訊編碼上,MPEG4可以在一組編碼工具支援下,對語音、音樂等自然聲音物件和具有迴響、空間方位感的合成聲音物件進行音訊編碼。 MPEG4的技術規範如下表所示:
2、關於H.264
以制訂國際通訊標準為主的國際電信聯盟ITU-T,在完成H.263(針對視訊會議之用的串流視訊標準)後,與ISO/IEC機構連手合作,由兩機構共同成立一個名為JVT(Joint Video Team)的聯合工作小組,以MPEG-4技術為基礎進行更適於視訊會議(Video Conference)運用的衍生髮展,聯合制訂了一個新的標準。
這個標準,ITU-T方面稱之為H.264。但ISO/IEC的則將這個新標準歸納於MPEG系列,稱為MPEG-4 Part 10(第10部分,也叫ISO/IEC 14496-10),MPEG-4 Part 10的另一個代稱是MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding,先進視訊編碼)。
從這裡可以看出,所謂的H.264其實與MPEG-4/AVC就是同一回事,即H.264=MPEG-4 Part 10=ISO/IEC 14496-10=MPEG-4 AVC。
3、H.264與MPEG-4的區別
既然有了MPEG-4 Part 2,為什麼ISO/IEC還要與ITU-T一起H.264呢?H.264到底與MPEG-4有何差別?或者說MPEG-4 Part 10與MPEG-4 Part 2有何差別?
雖然MPEG-4已針對Internet傳送而設計,提供比MPEG-2更高的視訊壓縮效率,更靈活與彈性變化的播放取樣率,但就視訊會議而言總希望有更進一步的壓縮,所以才需要出現了H.264。
要知道H.264好在哪?我們可以將MPEG-2、MPEG-4(MPEG-4 Part 2)、H.264(MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10)三者進行解析度表現與所用頻寬的比較,無論MPEG-2、MPEG-4、H.264,三者都能達1920×1080i(非交錯)的高清晰度(High Definition,HD)、24fps(每秒更新24張畫面)的影像畫質,但傳輸頻寬上MPEG-2需要12~20Mbps,相對的H.264只要7~8Mbps,而MPEG-4則介於兩者間,更直接地說,若把MPEG-2的頻寬用作基準的100%,MPEG-4要達相同效果只需要60%頻寬,H.264更是低至40%,約為原MPEG-2的1/2~1/3。
值得一提的是H.264標準採用的熵解碼有兩種:一種是基於內容的自適應變長編碼(CAVLC)與統一的變長編碼 (CAVLC)結合;另一種是基於內容的自適應二進位制算術編碼(CABAC)。CAVLC與CABAC根據相臨塊的情況進行當前塊的編碼,以達到更好的編碼效率。CABAC比CAVLC壓縮效率高,在相當畫質的情況下可以節省 20%左右的頻寬,但要複雜一些。