MPEG-4 AVC(H.264)以及为什么只有在现在它可节省60%的网络视频带宽和存储要求
    通常对于视频压缩标准存在许多困惑，而且具有多个名称的新标准使人们更加混乱。“MPEG-4 AVC”，也称为“H.264”和“MPEG-4第10部分”，正迅速在各个网络视频产业环节被采用，因为它很省钱！！节省大约60％的与带宽相关的费用！！许多环节一直对实施高品质网络视频解决方案犹豫不绝。然而，每况愈下的带宽费用加上得到广泛应用的宽带接入，MPEG-4 AVC的推出创造了遍及分布各地和跨国组织的向高品质网络视频发展一个历史性转折点。 
    本文是对与这个全新技术相关的术语、进展以及设计变量的简要说明。
    统一的视频压缩标准
    虽然MPEG-4 AVC与MPEG-4 第10部分以及H.264是一回事儿，但它不应被与更老的互联网流媒体格式MPEG-4第2部分（通常称为看成简单的MPEG-4 ）相混淆。由ITU-T视频编码专家组（VCEG）和ISO/IEC（国际标准化组织/国际电工）运动图像专家组（MPEG）共同编写，MPEG-4 AVC现在是通信、广播和流媒体应用所接受的标准，并被用于Quicktime、iPOD、PlayStation、Nero、HD DVD，以及蓝光光碟技术中。

    分辨率革命
    广播行业人的知道的视频格式不多。全分辨率视频被称为标准清晰度（SD），而高清晰度（HD）是一系列精度逐步提高的格式。另一方面，网络视频由于传输和编/解码器（codec）的限制，有许多种分辨率格式。SIF（在北美以外地区被称为CIF）是典型的1/4 SD分辨率，而且是最常用的视频会议分辨率。
    HHR（或半水平分辨率的SD）与不是很新的模拟电视和监视器的清晰度很匹配。随着等离子和LCD液晶电视的出现，对于全屏应用，比SD（HHR和SIF）更低的分辨率不再被人们所接受。一旦视频被编码，支持更高分辨率所要求的带宽通常成倍增加。举例来说，SD需要SIF的4倍带宽，而HD通常需要SD的5至10倍带宽。 
    ITU（H.XXX）标准
    H.261、H.263、H.263+、H.263++和现在的H.264是一般视频会议设备所用的视频压缩标准的逐步演进。这些标准最初针对低带宽和不稳定的带宽条件进行了优化。与相关的通信标准（H.320及H.323）相结合，ITU标准通过分辨率、帧速率、音频/视频同步等方面的让步而表现得无所不在，这一技术的实施通常是针对SIF分辨率和低帧速率（15帧每秒而非30帧每秒）进行优化。
     
    流媒体标准
    最广泛采用的流媒体视频压缩格式，针对于带宽受限的用户，并要求一种很容易交付或被广泛采用的软播放器。最初RealPlayer在这个市场占有强有力的地位，但它们已经被目前市场领袖微软（以Windows Media格式）和Quicktime取代。其他如DIVX（基于MPEG）、MPEG-1及MPEG-4第2部分也占有一席之地。MPEG-4第2部分最为人们所知的是集成对象和其他数据的能力。通常，不会采用高于1150 kbit/s的比特率和高于352×288的分辨率，而延迟也不是设计的要考虑（因为视频不是被用于通信的）因素。这些标准也被集成进低成本流编码器（保安应应等）、压缩板和IP相机等之中。 
    用于广播和网络视频中的标准
    由于广播要求全分辨率，流和ITU标准从来没有什么吸引力。MPEG-2（以及从前应用范围较小的Motion JPEG）向广播业务提供了全分辨率性能。为了广播目的，MPEG-2也扩展到HD，并被作为DVD光盘压缩标准，以及数字有线电视标准而被采用，使MPEG-2成为最丰富的视频压缩格式。对于非广播网络视频应用，MPEG-2具有良好的画面品质，但对于WAN应用，在历史上它一直被视为需要太多带宽。在广播以外，目前只远程教育、高端企业协作方案、政府/军事，以及医疗领域那些要求苛刻的用户，将MPEG-2应用于WAN。
    为什么选择MPEG-4 AVC（H.264）
    * MPEG-4 AVC（H.264标准）是所有广播、流及通信挑战的新标准，所以你的新系统将与之兼容。
    * MPEG-4 AVC（H.264标准）是一种高效的编码标准，它可大大降低带宽和存储需求。这对于任何WAN应用都极为重要，它降低了60%的经常性费用（带宽费用）！！
    * MPEG-4 AVC（H.264标准）独立于分辨率，并且是大多数HD实施的基础。 
    要了解新压缩标的复杂性，与MPEG-2相比，MPEG-4 AVC（H.264）要求8倍的编码处理能力，和3倍的解码处理能力。所以开发编解码器技术并非小事，尤其是如果性能被人们所关注时。今天大多数实施都基于更强大的FPGA（现场可编程门阵列）技术，并已使用基于Windows XP的系统推向市场。只有少数厂商有非Windows系统，它们通常建立于电信级Linux（CGL）基础设施上。记住，只是因为操作系统对用户不可见并不意味着它是运营商级的。
    考虑到音频解码器也很重要。虽然大多数厂商使用带有H.264视频编解码器的AAC音频编解码器，有些则使用替代的音频编解码器。在试图达到与当前安装设备以及前瞻性应用（储存）兼容时，了解这一点很重要。 
    此外，大多数VTC（视频远程会议）产品基于现有的其系统中的处理能力，现在也支持达到一定带宽的H.264编码。但超过这一带宽（在一些系统中为768 kbps），他们就降为H.263模式。（“H.264标准兼容”并不等于与任何H.264系统的即插即用通信）。所以，无论是音频编解码器还通讯协议，都必须加以考虑。 
    交互式高性能MPEG-4 AVC产品
    今天的通信方案需要设计用于在一个机架系统中支持多个双向视频频道的、具有极高的多媒体流性能的编码器/解码器系统。方案性能的关键在于延迟（到编码和解码的时间）。如果不考虑网络，标准视频会议设备通常提供 300毫秒端到端延迟。流媒体播放器通常超过800 ms。通讯方案要求端到端延迟分别低于150 ms和200ms。

    MPEG基础
    为了帮你对以下所述性能有一相清晰了解，这里是对一些技术方面做一个简单介绍： 
    * I帧（图像内部帧）是单独压缩帧——它们就像是单独的JPEG图像
    * P帧是由最近的I帧或可用的P帧预测出的
    * B帧是预测的第二级（实际是由相邻图像和另一端的获得）
    一组图片（GOP）是从一个I帧到另一个的帧数。因此，在一个GOP中，有一个全帧，以及若干个预测与全帧相关的运动的帧。通过更大的GOP规模和更深的帧预测（即，使用IBP压缩结构而不是一个IP结构）达了更高的压缩水平（对某一片断更小带宽）。然而，更深的帧压缩需要更多的时间进行编码，从而导致更大的延迟。注意，所有这些参数通常是在系统设置时建立，而且在会话期间是不变的。 
    性能调整的MPEG系统 
    低带宽/高延迟——如果你有严格的带宽预算，你不妨选择一个具有大GOP规模(约40)的深压缩（IBBP）——虽延迟会受到一定程度的影响。
    高带宽/低延迟——-如果你需要百分之百的准确性和即时性，你应该选择低压缩（只有I帧，或IP）和很小的GOP规模(4)。
    MPEG-2性能表现
    利用MPEG 2，对于全分辨率视频的最低带宽通常刚刚超过2 Mbps。在使用中，最小的“会话头”可能约为2.2 Mbps，而“活动视频”约5 Mbps。这些数字都很大程序上受到内容、以及用户对于这种古老的MPEG的宽容程度的影响，因为设置的局限被视频内容所推动——你能容忍极端情况下的“阻塞”吗？ 
    记住讨论中所有带宽为视频带宽，即称为视频比特率。除了视频比特率，你必须增加音频比特率并提供IP相关的开销（约25-30% ）。具有MPEG-4 AVC的音频比特率约为MPEG-2所要求的一半（或标准的MP3歌曲），所以128 kbps一般对于MPEG-2 还好，而对于MPEG-4，64 kbps就行了。近似地，总带宽要求 =（视频比特率+音频比特率）×1.25。
  
    MPEG-4 AVC（H.264）性能
    利用MPE-4 AVC，对于全分辨率视频的最低带宽通常刚刚超过8000 kbps。在使用中，最小的“会话头”可能约为800 kbps ，而“活动视频”约1.8 Mbps。这使“会话头”传输对于T-1连接非常理想，而“活动视频”对于2xT-1连接非常理想（也被称叫“bonded T-1”）。
 
    MPEG-4 AVC基于一个比MPEG-2更为高效的编码机制。它还具有较小的块大小和智能算法，它使图像质量退化作用大大减小, 满足各种限制。因此，虽然极好地避免了MPEG-2的限制，但因为在你接近限制时，利用MPEG-4 AVC会出现大的、很明显的“块”，视频优雅度将大打折扣。 
    MPEG-2与MPEG-4 AVC性能对比 
   一直被视为可接受的6Mbps的MPEG-2视频质量，现在可以使用针对“活动视频”的2Mbps的 MPEG-4 AVC来体验。  
    一直被视为可接受的2.5Mbps的MPEG-2视频质量，现在可以使用针对“会话头”的900kbps的 MPEG-4 AVC来体验。 
    由于实施MPEG-4，在带宽上总共可以节省60%左右!!这意味着对于WAN上的任何视频活动每月账单节省60%！！
 
    实际应用
    具有3台摄影机和3台视频显示器的协作方案，可能需要大约12 Mbps的利用MPEG-2的全双工带宽（估计3 Mbps视频比特率，加256kbps音频和每频道25%的IP开销=6.6Mbps每频道乘以3个全双工频道）。
    利用MPEG-4 AVC，同相的方案可容纳约5Mbps（估计1.2Mbps视频码率加128kbps音频和每频道25%的IP开销=6.6Mbps每频道乘以3个全双工频道）。 
    记住带宽全双工性质，所以你只需要计算输入或输出的最大带宽。