H.264标准:MPEG-4的后继者？

在2003年国际广播大会(IBC)上,众多H.264编解码方案展示了自去年以来该技术所取得的进步。在12个月之前,H.264还不过是一种令人好奇的新技术,而今它很可能已成为MPEG-4的后继技术,尽管悬而未决的IP授权问题可能会削弱它的发展动力。

自2003年5月国际电信联盟(ITU)正式批准该技术之后,H.264已经引起一大批广播公司、服务提供商和消费电子公司的兴趣。据报道,包括DirecTV公司在内的电信运营商和卫星运营商决定在他们的下一代视频服务(可能在2004年启动)中采用这种实时编码方案。

与MPEG-4不同,H.264包含一个内置的互联网协议适配层,所以H.264协议可以被映射到任何固定IP、无线IP、存储或广播网络中,而这正是为什么电信公司和消费电子公司都准备支持H.264的原因。

据业内人士透露,一家主流卫星运营商已对H.264表示出强烈兴趣,并激起H.264兼容芯片供应商之间的一场投标大战。

因为H.264有可能成为一种适用于各类系统的公共技术,一些人认为它可以促使下一代产品趋于统一,即允许消费者在移动电话、便携式摄像机、可刻录DVD、家庭服务器与PC之间交换和传送多媒体文件,但尚未解决的H.264 IP授权问题可能会带来困扰。“理想情况是,我们现在就已经获得H.264的IP许可证,”MPEG工业论坛的总裁Rob Koenen表示,“我希望H.264的授权方案比MPEG-4简单,而且使用费定在一个合理的范围内。”

数字视频广播(DVB)协会音视频编码模块组主席、ZetaCast公司董事Ken McCann强调:“如何确定一种可行的授权商业模式是H.264面临的最大发展障碍。”

Envisioneering集团总裁Rick Doherty指出,由于H.264的授权问题久拖不决,微软公司正乘机利用其专有的Windows Media技术来抢占编解码市场。

与此同时,一家大型的美国卫星运营商已经威胁说,如果H.264的IP持有人无法就授权问题达成一致,它将选择其它编解码技术。

据最乐观的预测,这个问题在2003年年底之前将可以得到解决。不过,尽管存在这样的不确定因素,一大批公司仍在IBC上推出了他们的H.264技术,包括Harmonic、LSI Logic、Modulus Video、SandVideo、SeaChange、Tandberg TV、TI和UBVideo等。

在IBC上,一家不知名的新兴企业Vanguard软件解决方案公司(Vsofts)凭借其H.264基本协议(Baseline Profile)编解码算法引起了轰动,该算法具备在基于3GHz奔腾4处理器的PC上用软件对标准清晰度视频内容进行编码的能力。在一次混合H.264与MPEG-4 AAC和SBR音频编码的演示中,Vsofts允许参观者挑选一个视频文件,并把它与音频文件配对,然后使用其软件对它进行实时编码。

以前,从未有公司演示过不使用图像加速板、只依靠软件的实时编码能力在PC平台上显示标准清晰度的图片。“使用H.264编解码技术,Vsofts的编码器能够达到比JVT参考代码快40倍的运行速度,而且不会降低图像质量,”Vsofts公司行销副总裁Thierry Fautier表示,“JVT参考代码的编码速度也许只能达到每秒一帧,而Vsofts编码器能够以30帧/秒的速度对相同的参考序列进行编码。”

“纯软件的H.264编解码器是非常重要的,”MPEG工业论坛的Koenen评论道,“因为任何新的编解码技术必须首先在互联网世界树立自己的地位(能够在PC平台上运行),才能得到广泛应用。”

尽管Vsofts公司目前的软件编解码器是基于H.264基本协议,但这种低延时、快响应的解决方案可适用于新闻摄像机或演播室视频控制设备等广播应用。“Vsofts正在同几家芯片公司商谈合作事宜。”Fautier透露道,“这种编解码器可以被定制到各种不同的硅平台上。”

在其合作伙伴SeaChange国际公司(一家视频点播系统供应商)和Modulus视频公司(一家DSL视频公司)的展台上,LSI Logic公司展示了一个与H.264主类协议兼容的标准清晰度实时视频技术平台。LSI的编码器是一种基于3个FPGA和2个2.5GHz奔腾4处理器的平台。

LSI公司高级视频产品行销总监Bob Saffari强调了H.264的基本协议与主类协议的差别。“基本协议是一个复杂度不高的编码方案,更适合于视频会议一类的应用,”他说,“主类协议是为视频广播而设计的,它支持交织,并增加了B帧和一些更复杂的工具,如基于内容的自适应二进制算术编码。”通过它的VLE4000实时编码器、VLD4000实时解码器和VSA2000流分析工具,LSI准备向客户提供兼容H.264主类协议层3的工具。这些工具是客户在今年底或明年初开始进行概念验证试验和早期部署或创建基础设施时所必需的。在IBC上,TI公司推出了其数字媒体开发套件,并在基于其DSP的平台上展示了对H.264基本和主类协议的编解码能力。TI一直在与H.264软件算法开发商,如UBVideo和Ingenient技术公司合作。TI的开发套件包括一个基于600MHz DM642 DSP的数字媒体处理器、一个基于PCI的仿真器、视频照相机、应用软件以及一个评估板,该评估板带有32MB的外部SDRAM、4MB闪存、复合S-Video I/O、S-Video I/O、一个VGA输出端口和一个支持流媒体的以太网端口。“该综合开发套件不仅可以使视频工程师更加熟悉DSP,而且可以使DSP工程师更容易开发视频系统,”TI公司行销经理Thomas Brooks表示。

MPEG-4具备的高压缩率和很强的编码容错功能必将使它在互联网和当前蜂窝通信网络的视频领域得到广泛应用,H.264是ITU在MPEG-4基础上开发出来的新的视频编码算法,它具有以下三大特点:更高的编码效率、更强的解码差错恢复能力、以及提高了对移动通信和IP网络的适应性,目前业界对它在下一代视频通信领域的应用前景普遍寄予了很高的期许。中国目前为了在庞大的国内多媒体通信市场上占据主动,也在开发拥有自主知识产权的AVS标准,目前正处于讨论阶段。

作者:吉田顺子