压缩是关键-HDTV编码发展历程
既然已经从DVD进展到HDDVD/BD,我们看到不仅仅是存储介质容量的增大,同时视频压缩技术在这几年也得到了飞速的增长。我们可以这样计算一下,存储容量增加了5~10倍,而视频压缩技术如果也能提升2~3倍,那么我们在清晰度上将会得到10~30倍的飞跃!
而视频压缩技术的进步,则要得益于DVD、HDTV、卫星电视、高清 (HD) 机顶盒、因特网视频流、数码相机与 HD 摄像机、视频光盘库 (video jukebox)、高端显示器(LCD、等离子显示器、DLP)以及个人摄像机等娱乐应用
视频压缩是所有令人振奋的、新型视频产品的重要动力。压缩-解压(编解码)算法可以实现数字视频的存储与传输。
我们来看原始视频的要求,标准清晰度的 NTSC 视频的数字化一般是每秒 30 帧速率,采用 4:2:2 YcrCb 及 720,其要求超过 165Mbps 的数据速率。保存 90 分钟的视频需要 110GB 空间,或者说超过标准 DVD-R 存储容量的 25 倍。这样的要求显然既然是现在庞大的硬盘容量都无法满足,何况更多瓶颈是来自于网络下载那可怜的速度。
所以视频压缩是普及视频的必然趋势,不过视频压缩技术的种类也是非常多。如何选择视频压缩技术,成为内容提供商以及终端用户的最大难题。因为这里面涉及的问题比较多,不管是内容提供商还是终端用户,都会关心其画面质量/码率的压缩比。而在内容提供商方面,还得关心专利权益金的费用,这一点虽然和我们用户没有支持关心,但这往往是决定我们最终用户所能使用到视频压缩技术的最重要的一点。另外,最终用户关心的是编/解码器的成本,这包括了占用系统内存, CPU占用率,系统功耗等,毕竟在编/解码时所耗费的成本都得由最终用户直接买单。
在视频编解码技术定义方面有两大标准机构。国际电信联盟 (ITU) 致力于电信应用,已经开发了用于低比特率视频电话的 H.26x 标准,其中包括 H.261、H.262、H.263 与 H.264;国际标准化组织 (ISO) 主要针对消费类应用,已经针对运动图像压缩定义了 MPEG 标准。MPEG 标准包括 MPEG1、MPEG2 与 MPEG4。

除了 ITU 与 ISO 开发的行业标准以外,还出现了几种专用于因特网流媒体应用、广受欢迎的专有解决方案,其中包括 Real Networks Real Video (RV10)、Microsoft Windows Media Video 9 (WMV9) 系列、ON2 VP6 以及 Nancy。由于这些格式在内容中得到了广泛应用,因此专有编解码技术可以成为业界标准。2003 年 9 月,微软公司向电影与电视工程师学会 (SMPTE) 提议在该机构的支持下实现 WMV9 位流与语法的标准化。该提议得到了采纳,现在 WMV9 已经被 SMPTE 作为 VC-1 实现标准化。
H.264也是MPEG4?它们之间的差别?

在这里说一下为何H.264又被人称为MPEG4-AVC,MPEG系列的标准归属于ISO/IEC,但另一方面以制订国际通讯标准为主的机构:ITU-T,在完成H.263(针对视频会议之用的串流视频标准)后展开了更先进的H.264制订,且新制订是与ISO/IEC机构连手合作,由两机构共同成立一个名为JVT(Joint Video Team)的联合工作小组,以MPEG-4技术为基础进行更适于视频会议(Video Conference)运用的衍生发展,也因为是联合制订,因此在ITU-T方面称为H.264,在ISO/IEC的MPEG方面就称为MPEG-4 Part 10(第10部分,也叫ISO/IEC 14496-10),MPEG-4 Part 10的另一个代称是MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding,先进视频编码),多个名称其实是一个意思,即H.264=MPEG-4 Part 10=ISO/IEC 14496-10=MPEG-4 AVC。
那么,H.264到底与MPEG-4有何差别呢?更准确地说MPEG-4 Part 10与MPEG-4 Part 2有何差别?为何需要再订制出MPEG-4 Part 10呢?直接沿用MPEG-4 Part 2难道不行?
虽然MPEG-4已针对Internet传送而设计,提供比MPEG-2更高的视频压缩效率,更灵活与弹性变化的播放取样率,但就视频会议而言总希望有更进一步的压缩,所以才需要出现了H.264。

到底H.264好在哪?先让我们将MPEG-2、MPEG-4(MPEG-4 Part 2)、H.264(MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10)三者进行分辨率表现与所用带宽的比较,无论MPEG-2、MPEG-4、H.264,三者都能达1920×1080i(非交错)的高清晰度(High Definition,HD)、24fps(每秒更新24张画面)的影像画质,但传输带宽上MPEG-2需要12~20Mbps,相对的H.264只要7~8Mbps,而MPEG-4则介于两者间,更直接地说,若把MPEG-2的带宽用作基准的100%,MPEG-4要达相同效果只需要60%带宽,H.264更是低至40%,约为原MPEG-2的1/2~1/3。
值得一提的是H.264标准采用的熵解码有两种:一种是基于内容的自适应变长编码(CAVLC)与统一的变长编码 (CAVLC)结合;另一种是基于内容的自适应二进制算术编码(CABAC)。CAVLC与CABAC根据相临块的情况进行当前块的编码,以达到更好的编码效率。CABAC比CAVLC压缩效率高,在相当画质的情况下可以节省 20%左右的带宽,但要复杂一些。