標(biāo)簽：H.264編碼  高清視頻  VC-1編碼

提到家中看電視，總也要看出點(diǎn)名堂來(lái)，不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的看著有線電視放的節(jié)目吧，家中的大平板用來(lái)看模擬信號(hào)的節(jié)目是不是有些“殺雞用牛刀”的感覺(jué)，沒(méi)錯(cuò)，我們要看的是高清，我們要在家里享受影音震撼的效果，高清電影已經(jīng)成為不少小資生活的朋友們的追逐目標(biāo)，這次的有問(wèn)必答就是針對(duì)關(guān)心高清的朋友們的一個(gè)全面解讀，關(guān)于高清視頻格式的一個(gè)解讀。

什么才是高清?很多人會(huì)毫不猶豫的告訴我“1080P”，深入下問(wèn)，高清的格式是什么呢?

對(duì)于高清視頻來(lái)說(shuō)，主流的技術(shù)目前主要有MPEG-2、Divx、Xvid、H.264和VC-1。其中MPEG-2、H.264和VC-1是被HDDVD和藍(lán)光DVD共同選擇的三種編碼格式，也因此最受矚目。因?yàn)榧夹g(shù)規(guī)格的優(yōu)劣、以及授權(quán)費(fèi)用的多寡，讓這幾種編碼格式被使用的范圍也不同。

一、家喻戶曉：H.264/X264

絕大多數(shù)視聽(tīng)玩家對(duì)于H.264編碼都不會(huì)感到陌生，H.264編碼的身世顯赫，是ITU-T(國(guó)際電信聯(lián)盟-視頻編碼專家組)與ISO/IEC(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織-動(dòng)態(tài)圖像專家組)合作組成的JVT(聯(lián)合視頻組)推動(dòng)的新一代數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，也稱為MPEG-4/AVC編碼。

H.264編碼依托雄厚的背景，在技術(shù)上獨(dú)樹(shù)一幟，大幅領(lǐng)先于其它編碼算法。下面，筆者嘗試用較為通俗的方式解釋H.264編碼的四大技術(shù)特點(diǎn)。

1、分層設(shè)計(jì)：H.264編碼算法分為視頻編碼與網(wǎng)絡(luò)提取兩個(gè)層面，分別負(fù)責(zé)高編碼效率和網(wǎng)絡(luò)友好性，即：兩隊(duì)人馬獨(dú)立完成視頻處理與網(wǎng)絡(luò)傳送兩項(xiàng)工作，保證整個(gè)任務(wù)的靈活、高效與專業(yè)。

2、高精度、多模式運(yùn)動(dòng)估計(jì)：H.264支持1/4或1/8像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量，在運(yùn)動(dòng)估計(jì)時(shí)，編碼器可選擇增強(qiáng)內(nèi)插濾波器來(lái)提高預(yù)測(cè)效果，即：H.264對(duì)視頻像素進(jìn)行精確、細(xì)膩的降噪處理，并可以根據(jù)已編碼的視頻幀(畫面)，對(duì)相鄰視頻幀(畫面)進(jìn)行預(yù)測(cè)和修正，最大限度實(shí)現(xiàn)視頻的清晰、準(zhǔn)確。

3、4×4塊的整數(shù)變換：對(duì)殘差采用基于塊的變換編碼，在編碼器和解碼器中允許精度相同的變換和反變換，對(duì)色度系數(shù)采用了較小量化步長(zhǎng)，即：更加精確的識(shí)別視頻中的運(yùn)動(dòng)物體，減少運(yùn)動(dòng)物體的邊緣失真與色塊，并使視頻色彩更加逼真。

4、統(tǒng)一的VLC符號(hào)編碼，H.264中熵編碼有兩種方法，解碼器易于識(shí)別碼字前綴，UVLC在發(fā)生比特錯(cuò)誤時(shí)能快速獲得重同步，即：編碼算法的糾錯(cuò)與容錯(cuò)性較好。

H.264與MPEG-2/MPEG-4、H.263壓縮性能對(duì)比

在四大技術(shù)特點(diǎn)的支撐下，H.264編碼算法具有非常高的編碼效率，在相同的圖像質(zhì)量條件下，能夠比H.263/MPEG-2節(jié)約50%左右的碼率，即文件體積減小50%，并且，H.264的糾錯(cuò)能力增加，網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性更強(qiáng)。

X264編碼，是H.264編碼的一個(gè)開(kāi)源分支，它符合H.264標(biāo)準(zhǔn)，其功能在于編碼(encoding)，而不作為解碼器(decoder)使用，X264編碼最大的特點(diǎn)在于注重實(shí)用，它在不明顯降低編碼性能的前提下，努力降低編碼的計(jì)算復(fù)雜度，X264對(duì)于H.264編碼中的一些復(fù)雜編碼特性做了折衷處理，其壓縮視頻體積小于Xvid(MPEG4)編碼視頻，以小體積、高畫質(zhì)的特點(diǎn)得到了很多網(wǎng)友的認(rèn)可。

H.264與X264目前大多采用MKV封裝格式，這是一種新興的多媒體封裝格式/容器，可以將各類視頻編碼、16條或以上不同格式的音頻和語(yǔ)言不同的字幕封裝在一個(gè)文件內(nèi)，它具有開(kāi)放源代碼、音視頻編碼豐富、網(wǎng)絡(luò)親和性好等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)得到眾多視頻壓制組和玩家的支持，正逐漸成為高清視頻的主流視頻格式。

二、成熟框架：MPEG-2/MPEG-4

MPEG-2/MPEG-4編碼標(biāo)準(zhǔn)，是由MPEG工作組(Moving Picture Experts Group)發(fā)布的視頻與音頻壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

MPEG-2編碼于1994年發(fā)布，常用于廣播信號(hào)(衛(wèi)星電視、有線電視)的視頻和音頻編碼，經(jīng)過(guò)后期不斷修改，不僅成為DVD的核心技術(shù)，還應(yīng)用于HDTV高清電視傳輸。

MPEG-2編碼壓縮技術(shù)的特點(diǎn)是：1、去除空間冗馀，即：識(shí)別視頻畫面中的重要元素，移除重復(fù)、基本無(wú)影響、人眼容易忽略的元素;2、去除空間冗馀，即：利用視覺(jué)暫留現(xiàn)象，去除時(shí)間軸上相似視頻畫面的冗馀，進(jìn)行視頻壓縮;3、可變比特率，即：根據(jù)動(dòng)態(tài)畫面的復(fù)雜程度，適時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸率/比特率，實(shí)現(xiàn)適合一致的編碼效果與流暢均衡的視頻效果，在DVD應(yīng)用中，其最大比特率可達(dá)10.4Mbit/S。

由于MPEG-2編碼的壓縮率較低，它主要用于DVD片源標(biāo)準(zhǔn)(720*480分辨率/NTSC制式、720*576/PAL制式)，在DVD標(biāo)準(zhǔn)下，MPEG-2編碼的視頻文件主要采用MPG、MPE、MPEG、M2V與VOB格式。

對(duì)于720P/1080P高清視頻而言，MPEG-2編碼壓縮的文件體積較大(120分鐘時(shí)長(zhǎng)、體積20GB以上)，在HDTV標(biāo)準(zhǔn)下，MPEG-2編碼的視頻文件主要采用TP和TS封裝格式。其中，TS格式是一種較為先進(jìn)的封裝格式，BD藍(lán)光原盤即采用TS封裝，它在視頻和音頻打包時(shí)提供時(shí)間戳，保證了任何時(shí)間段(分離)的音畫同步，TS封裝支持幾乎所有編碼的高清視頻和音軌編碼，視頻編碼包括MPEG2、H.264/MPEG4-AVC、VC-1，音頻編碼包括杜比AC3、TrueHD、DTS、DTS-HD等。

TS封裝格式支持DTS-HD高清音頻編碼

MPEG-4編碼于1998年發(fā)布，它繼承了MPEG-2編碼的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步優(yōu)化了壓縮率，改進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)傳輸性，加強(qiáng)了版權(quán)保護(hù)與字幕、音軌的支持，并大幅擴(kuò)展和延伸了多領(lǐng)域的應(yīng)用框架，它不僅應(yīng)用于語(yǔ)音傳輸(可視電話)、網(wǎng)絡(luò)視頻、光盤存儲(chǔ)與電視廣播，而且發(fā)展出一系列子標(biāo)準(zhǔn)。

其中，MPEG-4 Part2標(biāo)準(zhǔn)便是十分常見(jiàn)的Divx、Xvid編碼，它們(尤其是較新的Xvid編碼)多用于壓制DVDRip、AVI或MP4格式的視頻文件，而MPEG-4 Part10標(biāo)準(zhǔn)就是前文提到的H.264/AVC編碼，其技術(shù)特點(diǎn)不再贅述，現(xiàn)在，MPEG-4 已修訂至Part20標(biāo)準(zhǔn)，還在不斷完善。

三、后起之秀：VC-1

WMV(Windows Media Video)作為經(jīng)久不衰的一種視頻編碼，一直在不斷改進(jìn)，2003年，微軟基于WMV第九版(WMV9)編碼技術(shù)，正式提出了VC-1編碼標(biāo)準(zhǔn)，并于2006年正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

WMV是微軟多媒體技術(shù)的核心

VC-1編碼作為較晚推出的高清編碼算法，自然吸收了MPEG-2與H.264編碼的優(yōu)點(diǎn)，其壓縮比介于MPEG2和H.264之間，編解碼復(fù)雜性僅有H.264的一半，即壓縮時(shí)間更短、解碼計(jì)算更小，在微軟的大力推動(dòng)下，VC-1編碼已經(jīng)得到了BD藍(lán)光光盤、電影及電視學(xué)會(huì)(SMPTE)的支持。

近幾年來(lái)，為了更好的推廣WMV9/VC-1編碼標(biāo)準(zhǔn)，微軟不遺余力的建立了WMV-HD高清資源站點(diǎn)，大量發(fā)布采用VC-1編碼壓制的720P、1080P宣傳片及演示片(WMV-HD視頻格式)，試圖營(yíng)造聲勢(shì)，吸引用戶關(guān)注。同時(shí)，在BD藍(lán)光光盤領(lǐng)域，VC-1編碼與電影/劇集的合作勢(shì)頭也漸趨猛烈，與電腦硬件廠商的合作也在加快VC-1編碼的推廣，可見(jiàn)，財(cái)大氣粗的微軟正在加快VC-1編碼的圈地運(yùn)動(dòng)。

VC-1編碼與藍(lán)光光盤在加速聯(lián)姻

不過(guò)，中庸的技術(shù)(與H.264相比、無(wú)明顯編碼優(yōu)勢(shì))、封閉的平臺(tái)(限于Windows系統(tǒng))、后發(fā)的劣勢(shì)(2006年通過(guò)、成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))仍然給微軟VC-1編碼的應(yīng)用前景帶來(lái)了較大的不確定性，能否推翻H.264這座大山，尚需實(shí)踐檢驗(yàn)。