掀起H.264的面紗 有兩條消息把H.264帶到了國內音視愛好者面前:一、東芝和NEC推出的下一代採用藍色鐳射的光碟HD DVD-ROM,因為容量小於索尼等九大公司的藍光碟,故將視頻壓縮編碼改用H.264,從而使最終的節日錄製時長能與監光碟平起平坐;二、在國內推出高清視頻解碼晶片HVD-AML3400的晶晨半導體公司對媒體透露中,提到了藍光技術和H.264暫時不會到來。
藍光技術的新一代碟片系統,本刊己有較為詳盡的技術介紹,這�堭N介紹H.264的一些資訊。電子技術,特別是數位時代的電子技術發展人快了,恐怕要不了三五年H.264就會像MPEG-2一樣無孔不入。
為什麼叫H.264
H.264是一種視頻高壓縮技術,全稱是MPEF-4 AVC,用中文說是“活動圖像專家組-4的高等視頻編碼”,或稱為MPEG-4 Part 10。它是由國際電信標準化部門ITU-T和規定MPEG的國際標準化組織ISO/國際電工協會IEC共同制訂的一種活動圖像編碼方式的國際標準格式,這是我們叫慣了的MPEG中的一種,那為什麼叫H.264呢?
原來國際電信標準化部門從1998年就H.26L的H.26S兩個分組,前者研製節目時間較長的高壓縮編碼技術,後者則指短節目標準制訂部門。H.26S的標準化技術的名稱為H.263,聽起來很耳生,但實質上卻早在用了,還被罵得很激烈。因為,H.263先入為大,一直以MPEG-4這個大內涵的名字在用。H.263的全稱為MPEG-4 Visual或MPEG-4 Part II,即MPEG-4視頻簡單層面的基礎編碼方式。2001年後,國際電信標準化部門ITU-T和MPEG的上級組織國際標準化組織ISO/國際電氣標準會議IEC成立了聯合視頻組JVT,在H.26L基礎進行H.264的標準化。
2002年12月9日∼13日,在日本香川縣淡路島舉行的MPEG聚會上確定了相關技術的規格。規格書定稿後,2003年3月17日,H.264的技術格式最終稿國際標準規格(FDIS)被確立。目前軟體和LSI晶片,服務及設備也都進入了使用階段。格式書中,列出了位元流規定,解碼必要格式,和可供參考的編碼記載。
為了不引起誤解,ITU-T推薦使用H.264作為這一標準的正式名稱。實際上,MPEG-4�媮晹�MPEG-4 Audio和MPEC-4 System的不同規格。
MPEG-4挨駡是囚為MPEG-4 Visual許可收費離譜引起的。別以為有了專利就可以隨意向人要錢了,專利的最終目的是要使全社會的智力資料更合理地使用,防止重複勞動,並不是犒賞最先發明者。按唯物史觀.當社會技術發展到某一階段時,新技術必然會出現。不是你、就是他總會發明出來,只是細節、時間、成本上的微小差別。歷史上,這樣不約而同的發明很多,無線電的發明者是馬可尼還是波波夫,一直在西方和東方技術史界爭論。
而當專利技術成為國際標準的一部份後,問題就更加複雜了。國標標準是強制的,向其中的專利付費是否有壟斷之嫌?標準中的技術專利請求,是否合理?如何區分正當的清求和不正當的請求?等等一系列的理論、法律和道德問題都出來了。要尊重專利法,也要遵守反壟斷法。這兩年國際上圍繞MPEG-4收費問題的大爭論就是由此而起。
在標準化進程中,專利的爭端正在增加,任何黑白兩極的判斷都無法令人滿意。但奇怪的是標準中的專利爭端發展到要求判決的案例幾乎沒有,都是當事者幕後交易解決,這使得不明確的法理更陷入惡性循環之中。同時也助長了用戶對盜版的寬容,一邊是搶我的剪徑強盜,另一邊是偷你的小賊,怎麼講道德?!
MPEG-4的收費問題主要是從向傳輸環節收費引起的。MPEG-4對解碼器和編碼器的收費已經比川MPEG-2低了很多,這是各種壓縮技術競爭的結果。但MPEG-2不對傳輸MPEG-2壓縮圖像的服務環節收費,而MPEG-4則要對內容陪送者收取每分鐘0.0333美分的許可費。錢數聽起來不大,但倫理上卻有很大的差別。打個比方,你買了台彩電,必要的專利費用已經通過彩電廠轉交到專利技術持有者的手中。而當你打的把這台彩電運回家的時候,計程車主也要向專利持有者費!能不引起軒然大波嗎? 現在的專利收費結構已經相當商業化。一種產品、一個系統或一套技術標準中,包含有許許多多公司的專利技術,使用企業很難與一個個技術的發明者直接交涉簽約,這樣就出現了一種專利管理公司的企業。它把某一產品的一個個技術從專利持有者手中買下來,約定好收益的分配方案,再由它從使用技術的企業中收取許可費。需要用這一產品技術的企業就
只需與專利管理公司打交道,操作方便多了。但專利管理公司和著作權保護企業一樣,實際上是一個中間商,兩頭賺錢,未必把社會效益放在最高地位。 現在的MPEG-4,也即MPEG-4 Visual是由美國MPEG LA公司進行專利許可管理的,他同時也在管理MPEG-2的專利,目前還在爭取H.264的專利許可權。MPEG LA公司於2002年9月就開始募集H.264的主要專利,想採取先入為主的手段取得管理權。由於大量企業對MPEG-4收費制度不滿,2003年6月,MPEG-4的支持團體M4IF(MPEG-4工業論壇),決定資料流程標準格式的美國ISMA(國際資料流程媒體協會)和多媒體通信有關業界團體ISMA(國際多媒體通信協會)發起召開H.264的許可制度說明會。總共有專利持有者和使用者團體45個,56人參加,對有關H.264許可問題進行早期意見交換,希望能協調各方面的要求和利益。關於這方面其他資訊,我們稍後再細述,先看看H.264的特色吧。
H.264用大運算量來換取高壓縮率、高畫質
H.264受人追捧有三大原因:高性能、國際標準和公正的無差別許可制度。 首先是超高壓縮率,其壓縮率為MPEG-2的2倍以上,MPEG-4的1.5至2倍。這樣的高壓縮率是以編碼的大運算量來換取的,H.264的編碼處理計算量有MPEG-2的十多倍。不過其解碼的運算量並沒有上升很多,故對用戶接收播放來說沒有什麼難度。 從另一角度看,編碼的大運算量現在也不是什麼大問題。MPEG2是1994年推出的,當時微處理器的工作頻率才100MHz,主記憶體容量也不滿10MB。MPEG-2那樣的壓縮運算適應了當時的技術水準。而現在CPU的工作頻率可上升到3GMz,DRAM用到256MB,提升了30倍上下,運算量大也不怕。實驗表明在奔騰4處理器的3GHz電腦上,可用軟體實現D1(720x480)格式圖像的H.264即時編碼。
而且H.264才標準化,運算順序還有改善的空間。當作為國際標準確立後,還能結集起全世界的精英來優化處理。這也反應出技術發展的必然性,唯物史觀。 高壓縮率使圖像的資料量減少,給存儲和傳輸帶來了方便。加上基本規格公開的國際標準和公正的許可制度,所以,電視廣播、家電和通信三大行業都進入到H.264的實際運用研發中。 H.264可用於手機電視廣播,打開手機就可以收看數位電視節目。美國高等電視系統會議和日本無線電工業和事務協會都準備把H.264作為地面可擕式數位電視廣播的編碼方式。歐洲數位電視廣播標準化團體也正在將H.264作為數位電視的一種編碼方式來採用。
家電行業中的視頻存儲設備廠商也看中了H.264。東芝的HD DVD-ROM就靠H.264贏得了時間。硬碟錄影機HDD和DVD錄影機的長時間錄影功能也會採用H.264編碼,H.264能使 |