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H.264決勝高清晰視訊會議市場

2006/12/01

　　一直以來，人們對視頻的追求目標就是享受高度的清晰效果，用老百姓的話講就是“越清楚越好”。一時間，高清晰的概念在家電、視訊會議、監(jiān)控等領域都很時髦，然而什么程度的清晰才能算得上高清晰呢？

　　相關資料顯示，高清晰度電視應是一個透明系統(tǒng)，一個正常視力的觀眾在距該系統(tǒng)顯示屏高度的三倍距離上所看到的圖像質(zhì)量，應具有觀看原始景物或表演時所得到的印象。然而，記者并未發(fā)現(xiàn)有關高清晰視訊會議系統(tǒng)的明確定義。

　　幾年前，提到高清晰視訊會議系統(tǒng)就是指通過MPEG-2技術實現(xiàn)的，大家熟悉的廠家有中興、迪威等，廠家的數(shù)量并不多。通過MPEG-2技術實現(xiàn)的高清晰效果需要的帶寬比較高，只有中國電信及一些經(jīng)濟條件好的部門才能用得起，當時在低寬帶達到高清晰圖像效果似乎成了視訊廠商可望而不可及的事情。

　　經(jīng)過研究人員的努力，H.26 技術的誕生不僅令廠商和運營商有了在低帶寬下提供高清晰圖像的信心，也使用戶感覺到了視訊技術的飛速發(fā)展。據(jù)專家介紹，H.264的推廣應用對視頻終端、網(wǎng)守、網(wǎng)關、MCU等系統(tǒng)的要求較高，將有力地推動視頻會議軟、硬件設備在各個方面的不斷完善。

　　隨后，一些國外企業(yè)，如寶利通、泰德、SONY、VCON都稱實現(xiàn)了H.264技術，國內(nèi)廠商也絲毫不敢怠慢，很快地，H.264就成了視訊市場中的技術熱點，國內(nèi)廠商加大了研發(fā)力度，如華為、中興、科達、中太、鼎視通等也相繼推出采用了H.264技術的產(chǎn)品。

　　時下，在視訊領域里，H.264與高清晰一并成為最熱門的話題。本期特別策劃邀請了專家對H.264與高清晰之間的關系做了相關論述，希望能對讀者有所幫助。

有關H.264

　　視訊會議系統(tǒng)從產(chǎn)生至今，ITU-T制定了多種適合于各類通信網(wǎng)絡的標準，目前通信網(wǎng)上傳輸多媒體信息的系統(tǒng)主要有H.320（基于ISDN），H.324（包括H.324I，H.324P和H.324M），H.31O（基于ATM）和H.323（基于LAN）四類系統(tǒng)。

　　H.264 是由ITU-T和ISO兩個組織的專家為實現(xiàn)視頻的更高壓縮比，更好的圖像質(zhì)量和良好的網(wǎng)絡適應性而提出的新的視頻編解碼標準。事實證明，H.264編碼具有比其他的H系列視頻壓縮標準節(jié)省碼流，比MPEG-4算法簡單的特點。H.264壓縮率和圖像質(zhì)量方面、網(wǎng)絡適應性方面、抗丟包和抗誤碼方面都有一定的優(yōu)勢。它不僅適于IP傳輸方式，也適合丟包嚴重、時延和抖動復雜的無線信道。H.264有望成為多媒體通信中首選的視頻編解碼標準。

寶利通H.264技術實現(xiàn)高清晰效果錯誤的概念

寶利通公司中國區(qū)技術總監(jiān)---余寶生

　　按照信息產(chǎn)業(yè)部已確定上報的“數(shù)字高清顯示器”草案，規(guī)定數(shù)字電視的顯示屏幕長與寬的比例為16∶9，并且圖像屏幕清晰度要達到720線以上。因此稱得上高清晰圖像效果要達到的分辨率最低為1280×720象素。理想的分辨率為1920×1080象素，并且為逐行掃描模式。在H.264的開發(fā)過程中，寶利通公司曾經(jīng)發(fā)揮了重要作用，不但提出眾多技術提案，還派專員參加H.264標準的制定工作，為ITU標準的研發(fā)做出了巨大的貢獻。

　　憑借多年的經(jīng)驗與一貫的領先技術，寶利通持續(xù)改進其視訊會議系統(tǒng)和多點會議橋的視頻壓縮技術，與行業(yè)組織攜手促進這些標準的應用，協(xié)助國際電信聯(lián)盟（ITU）開發(fā)制定新的標準，從而最終推動了視頻技術的不斷發(fā)展，做出了無法匹敵的貢獻。

　　國際電信聯(lián)盟（ITU）視頻技術標準委員會從20世紀90年代中期開始討論H.264技術。他們認為，今后花費在計算芯片和內(nèi)存上的成本將急劇下降，從而帶來視頻壓縮功能的大幅提高，這些討論最終促成設立ITU視頻編碼專家組（VCEG）領導下的“H.26L”項目。2001年12月，該項目組與 ITU/ISO聯(lián)合視頻工作組（JVT）共同開發(fā)MPEG技術，他們研究的最終結果就是現(xiàn)在的H.264標準（也稱作H.26L、JVT編碼、 ISO/IEC 14496-10、MPEG-4 Part 10和MPEG-4 AVC）。

　　H.264 視頻壓縮技術能在相對低帶寬的速率下（比如384kbit/s以下）顯著提升視頻質(zhì)量，或者以一半的傳輸速率，獲得現(xiàn)有的視頻效果。例如，用戶習慣利用 H.263編碼技術在768kbit/s的速率下獲得高質(zhì)量的視頻圖像，而使用H.264技術只要384kbit/s的傳輸速率就可達到同樣的效果。這樣做的最基本好處是：幫助用戶更加有效地利用現(xiàn)有的通信基礎設施，更加輕松地部署商務級視頻會議系統(tǒng)，并給視頻會議系統(tǒng)帶來更好的成本效率。

　　H.264 標準只有三個子集：基本子集、主體子集和擴展子集�；咀蛹菍橐曈崟h應用設計的，這套標準幾近完美，能夠提供強大的差錯隱消技術（應用該技術，在網(wǎng)絡丟包率小于5%較大的情況下仍能得到較好的視頻效果），并且支持低延時編/解碼技術，使視頻會議顯得更自然。主體子集和擴展子集更適合于電視應用（數(shù)字廣播、DVD）和延時顯得并不很重要的視頻流應用。

　　H.264壓縮性能的顯著提升將使現(xiàn)有的應用方式（如視訊會議、Internet上的視頻流應用、衛(wèi)星數(shù)字電視和有線數(shù)字電視）以更低的成本提供更高質(zhì)量的視頻效果，并將開發(fā)出更多以前由于資金和技術問題無法實現(xiàn)的新的視訊應用方式。DVD方式的高清晰度電視、移動可視電話應用以及在低帶寬網(wǎng)絡環(huán)境下應用視頻會議都將成為現(xiàn)實。就像網(wǎng)絡日志（Weblogs）、即時消息和MP3音樂在過去的幾年成為重要網(wǎng)絡應用一樣。我們相信，H.264技術將有力地推動新的視頻應用不斷誕生。

　　作為一種新的國際標準，H.264標志著在視頻編碼技術上的不斷進步，它在編碼效率、圖像質(zhì)量、網(wǎng)絡親和性和抗誤碼方面都取得了成功。但隨著終端和網(wǎng)絡的快速發(fā)展，對視頻編解碼的新要求在不斷出現(xiàn)，H.264也仍在繼續(xù)完善和發(fā)展。目前，對H.264的研究主要集中在如何更進一步優(yōu)化算法結構、降低處理時延、提高實時性和進一步提高圖像質(zhì)量上。包括寶利通在內(nèi)的很多廠商都推出了基于 H.264標準的視訊會議系統(tǒng)，并實現(xiàn)了互聯(lián)互通。試驗證明，H.264的圖像質(zhì)量較以往標準確實有很大的提高，尤其是在低碼率的情況下。隨著H.264 自身的不斷完善和視頻通信的不斷普及，相信H.264的應用將越來越廣泛。

　　目前，很多廠家認為采用了H.264技術就是達到了高清晰效果，這是完全錯誤的概念。首先，H.264和高清是完全不同的概念。前者是用于傳輸?shù)囊曨l壓縮技術，而后者是圖像顯示清晰度的概念。H.264解決的問題是以更低的帶寬傳輸更高質(zhì)量的視頻。但達到高清顯示質(zhì)量，顯然不僅取決于壓縮算法，還取決于視頻的源頭（攝像機）、顯示器及傳輸帶寬。若不具備以上幾個必要條件，高清只是紙上談兵。但很清楚的一點是：H.264的作用是在一個已經(jīng)限定的帶寬環(huán)境下提供更高的視頻質(zhì)量。是一個幫助我們更容易實現(xiàn)高清的技術。寶利通公司目前全系列的視頻產(chǎn)品PVX、V500、VSX3000、VSX5000、VSX6000、 VSX7000、VSX8000及MCU系列的MGC-25、MGC-50和MGC-100都支持H.264。從實測結果看，采用 H.264/384kbit/s的速率能與H.263/768kbit/s速率下獲得的圖象質(zhì)量媲美。因H.264為國際標準，寶利通公司承諾，其它任何廠商，只要遵循H.264標準研發(fā)的產(chǎn)品，都能實現(xiàn)在H.264標準下的互通。

華為3Com高清晰的享受，標準的美

華為3Com語音視訊產(chǎn)品部產(chǎn)品經(jīng)理--潘駿

　　高清晰視訊系統(tǒng)是相對于標清視訊系統(tǒng)提出的新一代視訊系統(tǒng)，2002年以前，幾乎所有的視訊系統(tǒng)的活動圖像都是采用的CIF格式（352×288像素），我們稱之為標清視訊系統(tǒng)。2002年以后，國內(nèi)的部分廠商提出高清視訊系統(tǒng)的概念。下面讓我們來看一看高清視訊系統(tǒng)的標準定義。

　　高清視訊系統(tǒng)的定義：采用4CIF格式（704×576像素）的活動圖像，實現(xiàn)逐行掃描。視訊系統(tǒng)中活動圖像的分辯率能夠達到4CIF（704×576像素），并采用逐行掃描技術，同時VGA的圖文輸出清晰度可以達到1280×1024，這樣的視訊系統(tǒng)我們就可以稱為高清視訊系統(tǒng)。高清晰視訊系統(tǒng)并不能簡單的認為就是視訊會議MCU和終端幾款產(chǎn)品，如視訊會議中，一個完整的終端系統(tǒng)至少要包括視訊終端本身、攝像機、顯示設備、麥克風等外設。所以，僅僅有高清晰視頻終端，并不一定真正得到高清晰的圖像享受。所以，一個真正的高清視訊系統(tǒng)不僅要采用具備高清性能（支持動態(tài)4CIF圖像）的終端和MCU設備，還必須要采用支持高清晰輸入或顯示的攝像機和電視機等外設系統(tǒng)。

　　高清晰視訊系統(tǒng)本身只是對動態(tài)圖像一種清晰度標準，對實現(xiàn)標準并沒有嚴格的定義，目前用于實現(xiàn)高清晰視訊會議系統(tǒng)的標準主要有H.263/H.264、MPEG-2、MPEG-4等。以上各種編碼方式通過不同的帶寬要求都 能實現(xiàn)高清晰的圖像效果。而在業(yè)界主流的高清晰視訊系統(tǒng)的實現(xiàn)方式則是基于ITU-T H系列國際標準的高清晰視訊系統(tǒng)。H系列的會議電視標準是ITU-T（國際電聯(lián)）專門為會議電視應用制定的標準，其解決了會議電視的最重要的圖象質(zhì)量、會議功能、會議的實時性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面的要求。

　　國際ITU-T會議電視的標準有H.261、H.263和H.264。H.263是20世紀90年代中推出的較為成熟和高效率的視頻編碼標準，采用基于對象的編碼理念，即在編碼時將一幅景物分成若干在時間和空間上相互聯(lián)系的視頻音頻對象，在算法和效率上， H.263和MPEG-4較為類似，但突出了糾錯能力和交互式應用，目前的視訊系統(tǒng)大多基于H.263協(xié)議。H.264是H系列標準的最新成果，是目前最先進的編碼標準，也是高清晰視訊系統(tǒng)的推薦編碼標準，在2Mbit/s帶寬下使用H.264編碼就能夠實現(xiàn)動態(tài)高清晰圖像。

　　H.264/AVC 是ITU-T VCEG 和ISO/IEC MPEG共同開發(fā)的視頻處理標準，兩大組織為了統(tǒng)一視頻編碼標準組成了聯(lián)合視頻組（JVT，Joint Video Team），ITU-T作為H.264，ISO/IEC作為國際標準14496-10（MPEG-4 第10部分）高級視頻編碼（AVC）。H.264/AVC相對以前的編碼方法，在圖像內(nèi)容預測方面提高編碼效率，采用可變塊大小運動補償、1/4采樣精度運動補償、加權預測等算法，改善了圖像質(zhì)量，H.264/AVC具有強大的糾錯功能和各種網(wǎng)絡環(huán)境傳輸?shù)倪m應性。H.264/AVC是目前業(yè)界公認優(yōu)秀成熟的視訊標準，業(yè)界主流視訊會議系統(tǒng)廠家紛紛推出基于H.264的產(chǎn)品。MPEG-2/MPEG-4系列標準主要用于DVD、廣播電視等領域，在處理交互式實時通信上有著一些先天不足，因此沒有被國內(nèi)外主流視訊廠商采用，只有國內(nèi)一些中小廠商使用，現(xiàn)在這些廠商也在逐步轉向H.系列標準。

幾種編碼方式的比較：

　　在圖像編解碼效率上，H.264算法最為領先，MPEG-4和H.263算法基本相同，MPEG-2算法效率最低。在同樣的圖像清晰度要求（PSNR-Power Signal-to-noise Ratio，信號-噪聲功率比）下，H.264所需要的帶寬比MPEG-2節(jié)省將近一半。同樣，不論在高帶寬、還是低帶寬，H.264的清晰度（PSNR 值）都遠遠大于其他編碼標準。由于H.264在圖像壓縮率、圖像清晰度、容錯能力、網(wǎng)絡適應能力等各方面的優(yōu)異性能，H.264不僅成為目前視訊會議最主要的實現(xiàn)標準，過去采用MPEG-2/MPEG-4實現(xiàn)視訊會議的廠商紛紛向H.264轉型。H.264正逐步被廣泛應用于廣播、存儲、下一代DVD、 HDTV、監(jiān)控等各個領域，將逐步替代H.263、MPEG-2/MPEG-4等視頻編碼標準。

　　因此，基于H系列，尤其是H.264實現(xiàn)高清晰實現(xiàn)會議是一個必然的趨勢�；贖.264的高清視訊系統(tǒng)，讓廣大視訊系統(tǒng)用戶真正的體驗“高清晰的享受，標準的美”。

　　隨著中國視訊市場的蓬勃發(fā)展，國內(nèi)視訊廠商迅速發(fā)展，同時由于相對于國外廠商，國內(nèi)廠商可以輕裝上陣，可以充分利用后發(fā)優(yōu)勢。因此，普遍而言，國內(nèi)廠商在高清視訊系統(tǒng)的實現(xiàn)反而是超越國外廠商的。如高清的概念最早就是由一些國內(nèi)廠商提出的，但當時主要是通過MPEG技術實現(xiàn)的，雖然清晰度可以達到較高，但是在系統(tǒng)功能、會議控制、數(shù)據(jù)協(xié)作等方面有著先天不足，另外由于MPEG系列在視訊會議領域非主流標準，這些廠商的實現(xiàn)多為私有，不同廠商之間的MPEG視訊會議系統(tǒng)無法兼容互通，因此逐步被市場淘汰。

　　隨著H.264的推出及成熟，高清視訊系統(tǒng)全面轉向H.264系列。在這一點上，國內(nèi)廠商抓住了發(fā)展的機會，在H.264標準上的研發(fā)及產(chǎn)品實現(xiàn)形成超越。即便是一些知名的國外廠商，目前的高端產(chǎn)品也僅僅只能支持512kbit/s的H.264，無法達到實際應用（目前最多的情況下為768kbit/s）的要求。國外的MCU產(chǎn)品在H.264上的支持則更是有待提高。相對而言，國內(nèi)廠商，如華為公司的Viewpoint產(chǎn)品，H.264的支持能力普遍能夠達到2M，甚至更高。

　　高清晰視訊系統(tǒng)及H.264技術已經(jīng)逐步成為視訊市場的主流，在這種潮流下，視訊市場的洗牌時機已經(jīng)到來。

康泰世通H.264的三個顯著特點

康泰世通電子科技（上海）有限公司銷售經(jīng)理--童心

　　H.264 是由JVT（聯(lián)和視頻組）為實現(xiàn)視頻的更高壓縮比，更好的圖像質(zhì)量和良好的網(wǎng)絡適應性而提出的新的視頻編解碼標準。事實證明，H.264編碼更加節(jié)省碼流，它內(nèi)在的抗丟包、抗誤碼能力和良好網(wǎng)絡適應性使它非常適于IP傳輸，H.264有望成為H.323系統(tǒng)中首選的視頻標準。

H.264 有以下三個顯著的特性：

1. 壓縮率和圖像質(zhì)量方面

　　對傳統(tǒng)的幀內(nèi)預測、幀間預測、變換編碼和熵編碼等算法的改進，使H.264的編碼效率和圖像質(zhì)量在以往標準的基礎上進一步提高。

2. 抗丟包和抗誤碼方面

　　參數(shù)集、片的使用、FMO、冗余片等關鍵技術的使用可以大大提高系統(tǒng)的抗丟包和抗誤碼性能。

3. 網(wǎng)絡適應性方面

　　為適應各種網(wǎng)絡環(huán)境和應用場合，H.264定義了視頻編碼層（VCL）和網(wǎng)絡提取層（NAL）。其中VCL功能是進行視頻編解碼，包括運動補償預測，變換編碼和熵編碼等功能；NAL用于采用適當?shù)母袷綄CL視頻數(shù)據(jù)進行封裝打包。

　　作為一種新的國際標準，H.264在編碼效率、圖像質(zhì)量、網(wǎng)絡適應性和抗誤碼方面都取得了成功。但隨著終端和網(wǎng)絡的快速發(fā)展，對視頻編解碼的要求在不斷提高，因此H.264仍在繼續(xù)地完善和發(fā)展以適應新的要求。

　　分辨率達到如下才能稱之為高清，換言之也就是在720線以上。720p——1280×720像素（逐行掃描）；1080——1920×1080像素（隔行掃描）；1080p——1920×1080像素（逐行掃描）LifeSize其產(chǎn)品線有高清晰視頻會議終端LifeSize ROOM、LifeSize EXE、高端電話會議系統(tǒng)LifeSize Phone、增強型網(wǎng)關LifeSize Networker、視頻管理軟件LifeSize Ccontrol。通過LifeSize，您可以在第一時間體驗栩栩如生的高清晰視頻通訊。LifeSize 產(chǎn)品線是在ITU-T H.323 標準框架下開發(fā)的，所以說，肯定能與其他廠商產(chǎn)品互通。

科達市場上基于 H .264技術的產(chǎn)品其技術完善性并不一致

蘇州科達科技有限公司上海研究所產(chǎn)品經(jīng)理--魏治兵

　　由于H.264技術代表了視頻編碼技術的最新方向，大部分視訊廠商都在積極的研發(fā)H.264產(chǎn)品。在視訊領域的H.264產(chǎn)品需要有兩大要素才能真正稱的上是H.264產(chǎn)品，第一就是采用H.264的各項協(xié)議，第二就是可以進行互聯(lián)互通，也就是可以普遍的與其它廠商的H.264產(chǎn)品互聯(lián)互通。這樣的 H.264產(chǎn)品才能進入應用。

　　H.264最突出的技術特性包括：高壓縮編碼效率、強大的容錯能力和特有的NAL數(shù)據(jù)傳輸機制�？纱蠓岣咄却a流下的視頻質(zhì)量；讓產(chǎn)品使用者選擇更廣泛的接入方式；提高網(wǎng)絡資源的使用效率；支持會議視頻的流媒體傳輸。

　　由于H.264技術的推出時間比較短，各個廠商的研發(fā)投入也各不相同，市場上基于H.264技術的產(chǎn)品其技術完善性并不一致。從普遍來說，當前主流廠商的 H.264產(chǎn)品都實現(xiàn)了比H.263編碼方式更好的圖像質(zhì)量，也實現(xiàn)了主流廠商之間的互聯(lián)互通。但在編碼效率、視頻優(yōu)化、應用等方面還需要做很多工作�？七_雖然剛剛推出H.264產(chǎn)品，但我們已經(jīng)進行了非常多的優(yōu)化和應用開發(fā)工作。在圖像質(zhì)量方面我們可以獲得非常好的效果，并且可以實現(xiàn)當前業(yè)界最高的，基于H.264的視頻編解碼帶寬（2.5Mbit/s），我們還做了很多基于H.264的視頻應用，比如基于H.264的雙流傳輸、多畫面處理、多碼流適配、軟件H.264終端等。

　　一般來說，我們把4CIF的視頻圖像稱為高清晰，也就是704×576（PAL）或704×480（NTSC），這個分辨率是傳統(tǒng)視頻會議CIF分辨率的4倍，同時也與普通DVD影碟的分辨率是一致的，所以一般稱為高清晰。

　　H.264 技術確實在同等編碼帶寬下可實現(xiàn)比其它視頻編碼技術更好的圖像效果，但H.264技術并非等同于高清晰效果。比如我們希望在100多k的帶寬下傳輸連續(xù)的圖像，采用H.264技術就可以很好的實現(xiàn)，而采用其它視頻編碼方式可能很難得到連續(xù)的圖像，這時，其圖像質(zhì)量可能只有QCIF的品質(zhì)，與高清晰的差距是非常明顯的。所以H.264技術只是比其它視頻編碼技術具有更好的壓縮效率、更低的傳輸帶寬要求和更好的容錯性能，采用H.264技術的產(chǎn)品比沒有采用 H.264的產(chǎn)品在同等帶寬下的視頻效果要更好，但H.264技術與高清晰是沒有絕對聯(lián)系的。

　　科達當前的KDV系列視訊會議系統(tǒng)已經(jīng)全線支持H.264技術，當前支持的碼流帶寬范圍是384kbit/s~2.5Mbit/s，可以適應普通的低帶寬接入方式或者高帶寬的接入方式。當前我們支持的分辨率統(tǒng)一是CIF。在低帶寬下的視頻效率要比采用H.263技術的效果提升很多，特別是在基于會議的小運動量圖像傳輸時，其圖像非常清晰。在高帶寬下我們暫時還只能支持CIF的分辨率，但圖像的清晰度比低帶寬有比較多的提升，且在傳輸大運動量的圖像時可實現(xiàn)非常好的圖像效果，這對于雙視頻流應用是非常重要的。另外，產(chǎn)品可支持2Mbit/s以上的H.264碼流是非常重要的，這說明了科達視頻終端的處理能力是非常強大的。在接下來的研發(fā)中，我們將繼續(xù)優(yōu)化高帶寬下的圖像分辨率，并推出4CIF的產(chǎn)品。

　　當前，科達的視訊產(chǎn)品在H.264編碼協(xié)議下，可以與包括TANDBERG、POLYCOM、SONY等主流廠商互通，當然，很多其它廠商的品牌只要是支持標準的H.264編碼的，都可以與科達產(chǎn)品互通。中國國內(nèi)其它廠商有的還沒有正式發(fā)布H.264的視訊產(chǎn)品，所以暫時還沒有進行互通性的測試。

北京移動視訊


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