H.264决胜高清晰视讯会议市场_视像通讯

H.264决胜高清晰视讯会议市场

2006/12/01

　　一直以来，人们对视频的追求目标就是享受高度的清晰效果，用老百姓的话讲就是“越清楚越好”。一时间，高清晰的概念在家电、视讯会议、监控等领域都很时髦，然而什么程度的清晰才能算得上高清晰呢？

　　相关资料显示，高清晰度电视应是一个透明系统，一个正常视力的观众在距该系统显示屏高度的三倍距离上所看到的图像质量，应具有观看原始景物或表演时所得到的印象。然而，记者并未发现有关高清晰视讯会议系统的明确定义。

　　几年前，提到高清晰视讯会议系统就是指通过MPEG-2技术实现的，大家熟悉的厂家有中兴、迪威等，厂家的数量并不多。通过MPEG-2技术实现的高清晰效果需要的带宽比较高，只有中国电信及一些经济条件好的部门才能用得起，当时在低宽带达到高清晰图像效果似乎成了视讯厂商可望而不可及的事情。

　　经过研究人员的努力，H.26 技术的诞生不仅令厂商和运营商有了在低带宽下提供高清晰图像的信心，也使用户感觉到了视讯技术的飞速发展。据专家介绍，H.264的推广应用对视频终端、网守、网关、MCU等系统的要求较高，将有力地推动视频会议软、硬件设备在各个方面的不断完善。

　　随后，一些国外企业，如宝利通、泰德、SONY、VCON都称实现了H.264技术，国内厂商也丝毫不敢怠慢，很快地，H.264就成了视讯市场中的技术热点，国内厂商加大了研发力度，如华为、中兴、科达、中太、鼎视通等也相继推出采用了H.264技术的产品。

　　时下，在视讯领域里，H.264与高清晰一并成为最热门的话题。本期特别策划邀请了专家对H.264与高清晰之间的关系做了相关论述，希望能对读者有所帮助。

有关H.264

　　视讯会议系统从产生至今，ITU-T制定了多种适合于各类通信网络的标准，目前通信网上传输多媒体信息的系统主要有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）四类系统。

　　H.264 是由ITU-T和ISO两个组织的专家为实现视频的更高压缩比，更好的图像质量和良好的网络适应性而提出的新的视频编解码标准。事实证明，H.264编码具有比其他的H系列视频压缩标准节省码流，比MPEG-4算法简单的特点。H.264压缩率和图像质量方面、网络适应性方面、抗丢包和抗误码方面都有一定的优势。它不仅适于IP传输方式，也适合丢包严重、时延和抖动复杂的无线信道。H.264有望成为多媒体通信中首选的视频编解码标准。

宝利通H.264技术实现高清晰效果错误的概念

宝利通公司中国区技术总监---余宝生

　　按照信息产业部已确定上报的“数字高清显示器”草案，规定数字电视的显示屏幕长与宽的比例为16∶9，并且图像屏幕清晰度要达到720线以上。因此称得上高清晰图像效果要达到的分辨率最低为1280×720象素。理想的分辨率为1920×1080象素，并且为逐行扫描模式。在H.264的开发过程中，宝利通公司曾经发挥了重要作用，不但提出众多技术提案，还派专员参加H.264标准的制定工作，为ITU标准的研发做出了巨大的贡献。

　　凭借多年的经验与一贯的领先技术，宝利通持续改进其视讯会议系统和多点会议桥的视频压缩技术，与行业组织携手促进这些标准的应用，协助国际电信联盟（ITU）开发制定新的标准，从而最终推动了视频技术的不断发展，做出了无法匹敌的贡献。

　　国际电信联盟（ITU）视频技术标准委员会从20世纪90年代中期开始讨论H.264技术。他们认为，今后花费在计算芯片和内存上的成本将急剧下降，从而带来视频压缩功能的大幅提高，这些讨论最终促成设立ITU视频编码专家组（VCEG）领导下的“H.26L”项目。2001年12月，该项目组与 ITU/ISO联合视频工作组（JVT）共同开发MPEG技术，他们研究的最终结果就是现在的H.264标准（也称作H.26L、JVT编码、 ISO/IEC 14496-10、MPEG-4 Part 10和MPEG-4 AVC）。

　　H.264 视频压缩技术能在相对低带宽的速率下（比如384kbit/s以下）显著提升视频质量，或者以一半的传输速率，获得现有的视频效果。例如，用户习惯利用 H.263编码技术在768kbit/s的速率下获得高质量的视频图像，而使用H.264技术只要384kbit/s的传输速率就可达到同样的效果。这样做的最基本好处是：帮助用户更加有效地利用现有的通信基础设施，更加轻松地部署商务级视频会议系统，并给视频会议系统带来更好的成本效率。

　　H.264 标准只有三个子集：基本子集、主体子集和扩展子集。基本子集是专为视讯会议应用设计的，这套标准几近完美，能够提供强大的差错隐消技术（应用该技术，在网络丢包率小于5%较大的情况下仍能得到较好的视频效果），并且支持低延时编/解码技术，使视频会议显得更自然。主体子集和扩展子集更适合于电视应用（数字广播、DVD）和延时显得并不很重要的视频流应用。

　　H.264压缩性能的显著提升将使现有的应用方式（如视讯会议、Internet上的视频流应用、卫星数字电视和有线数字电视）以更低的成本提供更高质量的视频效果，并将开发出更多以前由于资金和技术问题无法实现的新的视讯应用方式。DVD方式的高清晰度电视、移动可视电话应用以及在低带宽网络环境下应用视频会议都将成为现实。就像网络日志（Weblogs）、即时消息和MP3音乐在过去的几年成为重要网络应用一样。我们相信，H.264技术将有力地推动新的视频应用不断诞生。

　　作为一种新的国际标准，H.264标志着在视频编码技术上的不断进步，它在编码效率、图像质量、网络亲和性和抗误码方面都取得了成功。但随着终端和网络的快速发展，对视频编解码的新要求在不断出现，H.264也仍在继续完善和发展。目前，对H.264的研究主要集中在如何更进一步优化算法结构、降低处理时延、提高实时性和进一步提高图像质量上。包括宝利通在内的很多厂商都推出了基于 H.264标准的视讯会议系统，并实现了互联互通。试验证明，H.264的图像质量较以往标准确实有很大的提高，尤其是在低码率的情况下。随着H.264 自身的不断完善和视频通信的不断普及，相信H.264的应用将越来越广泛。

　　目前，很多厂家认为采用了H.264技术就是达到了高清晰效果，这是完全错误的概念。首先，H.264和高清是完全不同的概念。前者是用于传输的视频压缩技术，而后者是图像显示清晰度的概念。H.264解决的问题是以更低的带宽传输更高质量的视频。但达到高清显示质量，显然不仅取决于压缩算法，还取决于视频的源头（摄像机）、显示器及传输带宽。若不具备以上几个必要条件，高清只是纸上谈兵。但很清楚的一点是：H.264的作用是在一个已经限定的带宽环境下提供更高的视频质量。是一个帮助我们更容易实现高清的技术。宝利通公司目前全系列的视频产品PVX、V500、VSX3000、VSX5000、VSX6000、 VSX7000、VSX8000及MCU系列的MGC-25、MGC-50和MGC-100都支持H.264。从实测结果看，采用 H.264/384kbit/s的速率能与H.263/768kbit/s速率下获得的图象质量媲美。因H.264为国际标准，宝利通公司承诺，其它任何厂商，只要遵循H.264标准研发的产品，都能实现在H.264标准下的互通。

华为3Com高清晰的享受，标准的美

华为3Com语音视讯产品部产品经理--潘骏

　　高清晰视讯系统是相对于标清视讯系统提出的新一代视讯系统，2002年以前，几乎所有的视讯系统的活动图像都是采用的CIF格式（352×288像素），我们称之为标清视讯系统。2002年以后，国内的部分厂商提出高清视讯系统的概念。下面让我们来看一看高清视讯系统的标准定义。

　　高清视讯系统的定义：采用4CIF格式（704×576像素）的活动图像，实现逐行扫描。视讯系统中活动图像的分辩率能够达到4CIF（704×576像素），并采用逐行扫描技术，同时VGA的图文输出清晰度可以达到1280×1024，这样的视讯系统我们就可以称为高清视讯系统。高清晰视讯系统并不能简单的认为就是视讯会议MCU和终端几款产品，如视讯会议中，一个完整的终端系统至少要包括视讯终端本身、摄像机、显示设备、麦克风等外设。所以，仅仅有高清晰视频终端，并不一定真正得到高清晰的图像享受。所以，一个真正的高清视讯系统不仅要采用具备高清性能（支持动态4CIF图像）的终端和MCU设备，还必须要采用支持高清晰输入或显示的摄像机和电视机等外设系统。

　　高清晰视讯系统本身只是对动态图像一种清晰度标准，对实现标准并没有严格的定义，目前用于实现高清晰视讯会议系统的标准主要有H.263/H.264、MPEG-2、MPEG-4等。以上各种编码方式通过不同的带宽要求都能实现高清晰的图像效果。而在业界主流的高清晰视讯系统的实现方式则是基于ITU-T H系列国际标准的高清晰视讯系统。H系列的会议电视标准是ITU-T（国际电联）专门为会议电视应用制定的标准，其解决了会议电视的最重要的图象质量、会议功能、会议的实时性、系统的稳定性方面的要求。

　　国际ITU-T会议电视的标准有H.261、H.263和H.264。H.263是20世纪90年代中推出的较为成熟和高效率的视频编码标准，采用基于对象的编码理念，即在编码时将一幅景物分成若干在时间和空间上相互联系的视频音频对象，在算法和效率上， H.263和MPEG-4较为类似，但突出了纠错能力和交互式应用，目前的视讯系统大多基于H.263协议。H.264是H系列标准的最新成果，是目前最先进的编码标准，也是高清晰视讯系统的推荐编码标准，在2Mbit/s带宽下使用H.264编码就能够实现动态高清晰图像。

　　H.264/AVC 是ITU-T VCEG 和ISO/IEC MPEG共同开发的视频处理标准，两大组织为了统一视频编码标准组成了联合视频组（JVT，Joint Video Team），ITU-T作为H.264，ISO/IEC作为国际标准14496-10（MPEG-4 第10部分）高级视频编码（AVC）。H.264/AVC相对以前的编码方法，在图像内容预测方面提高编码效率，采用可变块大小运动补偿、1/4采样精度运动补偿、加权预测等算法，改善了图像质量，H.264/AVC具有强大的纠错功能和各种网络环境传输的适应性。H.264/AVC是目前业界公认优秀成熟的视讯标准，业界主流视讯会议系统厂家纷纷推出基于H.264的产品。MPEG-2/MPEG-4系列标准主要用于DVD、广播电视等领域，在处理交互式实时通信上有着一些先天不足，因此没有被国内外主流视讯厂商采用，只有国内一些中小厂商使用，现在这些厂商也在逐步转向H.系列标准。

几种编码方式的比较：

　　在图像编解码效率上，H.264算法最为领先，MPEG-4和H.263算法基本相同，MPEG-2算法效率最低。在同样的图像清晰度要求（PSNR-Power Signal-to-noise Ratio，信号-噪声功率比）下，H.264所需要的带宽比MPEG-2节省将近一半。同样，不论在高带宽、还是低带宽，H.264的清晰度（PSNR 值）都远远大于其他编码标准。由于H.264在图像压缩率、图像清晰度、容错能力、网络适应能力等各方面的优异性能，H.264不仅成为目前视讯会议最主要的实现标准，过去采用MPEG-2/MPEG-4实现视讯会议的厂商纷纷向H.264转型。H.264正逐步被广泛应用于广播、存储、下一代DVD、 HDTV、监控等各个领域，将逐步替代H.263、MPEG-2/MPEG-4等视频编码标准。

　　因此，基于H系列，尤其是H.264实现高清晰实现会议是一个必然的趋势。基于H.264的高清视讯系统，让广大视讯系统用户真正的体验“高清晰的享受，标准的美”。

　　随着中国视讯市场的蓬勃发展，国内视讯厂商迅速发展，同时由于相对于国外厂商，国内厂商可以轻装上阵，可以充分利用后发优势。因此，普遍而言，国内厂商在高清视讯系统的实现反而是超越国外厂商的。如高清的概念最早就是由一些国内厂商提出的，但当时主要是通过MPEG技术实现的，虽然清晰度可以达到较高，但是在系统功能、会议控制、数据协作等方面有着先天不足，另外由于MPEG系列在视讯会议领域非主流标准，这些厂商的实现多为私有，不同厂商之间的MPEG视讯会议系统无法兼容互通，因此逐步被市场淘汰。

　　随着H.264的推出及成熟，高清视讯系统全面转向H.264系列。在这一点上，国内厂商抓住了发展的机会，在H.264标准上的研发及产品实现形成超越。即便是一些知名的国外厂商，目前的高端产品也仅仅只能支持512kbit/s的H.264，无法达到实际应用（目前最多的情况下为768kbit/s）的要求。国外的MCU产品在H.264上的支持则更是有待提高。相对而言，国内厂商，如华为公司的Viewpoint产品，H.264的支持能力普遍能够达到2M，甚至更高。

　　高清晰视讯系统及H.264技术已经逐步成为视讯市场的主流，在这种潮流下，视讯市场的洗牌时机已经到来。

康泰世通H.264的三个显著特点

康泰世通电子科技（上海）有限公司销售经理--童心

　　H.264 是由JVT（联和视频组）为实现视频的更高压缩比，更好的图像质量和良好的网络适应性而提出的新的视频编解码标准。事实证明，H.264编码更加节省码流，它内在的抗丢包、抗误码能力和良好网络适应性使它非常适于IP传输，H.264有望成为H.323系统中首选的视频标准。

H.264 有以下三个显著的特性：

1. 压缩率和图像质量方面

　　对传统的帧内预测、帧间预测、变换编码和熵编码等算法的改进，使H.264的编码效率和图像质量在以往标准的基础上进一步提高。

2. 抗丢包和抗误码方面

　　参数集、片的使用、FMO、冗余片等关键技术的使用可以大大提高系统的抗丢包和抗误码性能。

3. 网络适应性方面

　　为适应各种网络环境和应用场合，H.264定义了视频编码层（VCL）和网络提取层（NAL）。其中VCL功能是进行视频编解码，包括运动补偿预测，变换编码和熵编码等功能；NAL用于采用适当的格式对VCL视频数据进行封装打包。

　　作为一种新的国际标准，H.264在编码效率、图像质量、网络适应性和抗误码方面都取得了成功。但随着终端和网络的快速发展，对视频编解码的要求在不断提高，因此H.264仍在继续地完善和发展以适应新的要求。

　　分辨率达到如下才能称之为高清，换言之也就是在720线以上。720p——1280×720像素（逐行扫描）；1080——1920×1080像素（隔行扫描）；1080p——1920×1080像素（逐行扫描）LifeSize其产品线有高清晰视频会议终端LifeSize ROOM、LifeSize EXE、高端电话会议系统LifeSize Phone、增强型网关LifeSize Networker、视频管理软件LifeSize Ccontrol。通过LifeSize，您可以在第一时间体验栩栩如生的高清晰视频通讯。LifeSize 产品线是在ITU-T H.323 标准框架下开发的，所以说，肯定能与其他厂商产品互通。

科达市场上基于 H .264技术的产品其技术完善性并不一致

苏州科达科技有限公司上海研究所产品经理--魏治兵

　　由于H.264技术代表了视频编码技术的最新方向，大部分视讯厂商都在积极的研发H.264产品。在视讯领域的H.264产品需要有两大要素才能真正称的上是H.264产品，第一就是采用H.264的各项协议，第二就是可以进行互联互通，也就是可以普遍的与其它厂商的H.264产品互联互通。这样的 H.264产品才能进入应用。

　　H.264最突出的技术特性包括：高压缩编码效率、强大的容错能力和特有的NAL数据传输机制。可大幅提高同等码流下的视频质量；让产品使用者选择更广泛的接入方式；提高网络资源的使用效率；支持会议视频的流媒体传输。

　　由于H.264技术的推出时间比较短，各个厂商的研发投入也各不相同，市场上基于H.264技术的产品其技术完善性并不一致。从普遍来说，当前主流厂商的 H.264产品都实现了比H.263编码方式更好的图像质量，也实现了主流厂商之间的互联互通。但在编码效率、视频优化、应用等方面还需要做很多工作。科达虽然刚刚推出H.264产品，但我们已经进行了非常多的优化和应用开发工作。在图像质量方面我们可以获得非常好的效果，并且可以实现当前业界最高的，基于H.264的视频编解码带宽（2.5Mbit/s），我们还做了很多基于H.264的视频应用，比如基于H.264的双流传输、多画面处理、多码流适配、软件H.264终端等。

　　一般来说，我们把4CIF的视频图像称为高清晰，也就是704×576（PAL）或704×480（NTSC），这个分辨率是传统视频会议CIF分辨率的4倍，同时也与普通DVD影碟的分辨率是一致的，所以一般称为高清晰。

　　H.264 技术确实在同等编码带宽下可实现比其它视频编码技术更好的图像效果，但H.264技术并非等同于高清晰效果。比如我们希望在100多k的带宽下传输连续的图像，采用H.264技术就可以很好的实现，而采用其它视频编码方式可能很难得到连续的图像，这时，其图像质量可能只有QCIF的品质，与高清晰的差距是非常明显的。所以H.264技术只是比其它视频编码技术具有更好的压缩效率、更低的传输带宽要求和更好的容错性能，采用H.264技术的产品比没有采用 H.264的产品在同等带宽下的视频效果要更好，但H.264技术与高清晰是没有绝对联系的。

　　科达当前的KDV系列视讯会议系统已经全线支持H.264技术，当前支持的码流带宽范围是384kbit/s~2.5Mbit/s，可以适应普通的低带宽接入方式或者高带宽的接入方式。当前我们支持的分辨率统一是CIF。在低带宽下的视频效率要比采用H.263技术的效果提升很多，特别是在基于会议的小运动量图像传输时，其图像非常清晰。在高带宽下我们暂时还只能支持CIF的分辨率，但图像的清晰度比低带宽有比较多的提升，且在传输大运动量的图像时可实现非常好的图像效果，这对于双视频流应用是非常重要的。另外，产品可支持2Mbit/s以上的H.264码流是非常重要的，这说明了科达视频终端的处理能力是非常强大的。在接下来的研发中，我们将继续优化高带宽下的图像分辨率，并推出4CIF的产品。

　　当前，科达的视讯产品在H.264编码协议下，可以与包括TANDBERG、POLYCOM、SONY等主流厂商互通，当然，很多其它厂商的品牌只要是支持标准的H.264编码的，都可以与科达产品互通。中国国内其它厂商有的还没有正式发布H.264的视讯产品，所以暂时还没有进行互通性的测试。

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