视频文件,特别是数字化制作的电影/剧集,其原始体积都较为庞大,举例而言,DVD影片的容量在4GB左右,而新一代高清光盘标准的BD,容量达到数十GB,因此,唯有选择合适的编码算法、对视频进行适当的压缩,在最小损失画面质量的前提下缩减视频的体积,才能适合各种网络/光盘媒介的传播。为了让广大消费者完整、清晰的认识,高清MP4的视频性能与高清内涵,笔者将透过系列文章、分析目前网络主流的视频编码/格式与高清MP4的兼容关系与解码特性,本文,笔者将首先分析国际三大HDTV高清视频编码标准的制定、推广和应用,以期对广大消费者“理性”选购高清MP4产品有所助益。
一、应用最广 高清冠军 H.264/MPEG4-AVC/X264
很多人对于H.264、X264、AVC视频编码都不会陌生,实际上,这些编码都属于H.264编码,它可以看做一个混血儿,因为它既是国际电信联盟ITU的标准,同时也是国际标准化组织ISO的标准。国际主流的视频编码存在两个标准化体系,一个是由ISO/IEC主导的MPEG系列标准(如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4);另一个是ITU-T主导的H.26x系列标准(如H.261、H.263、H.264)。MPEG系列标准被广泛应用在视频存贮、点播和转发领域,比如VCD的视频格式,就是基于MPEG-1技术开发的,DVD则是基于MPEG-2技术。同样,由于ITU的推荐,H.26x系列标准也大量应用于视频通信领域,为广大运营商和设备提供商所采用。
H.264编码,应用于视频压缩时具有三大特点,首先,其编码算法效率高:较H.263/MPEG2-TS编码压缩率提升一倍,在较低的码率获得更佳的画质,远远优于老式的RMVB(Real Video编码),大幅优于传统的AVI(Xvid、Divx编码);其次,其纠错能力强:有效杜绝视频播放时出现马赛克、掉帧、色块等现象;最后,其网络适应性强:适合于高低不同码率/各种分辨率、宽带网络/窄带网络、组播/DVD存储/RTP/IP包网络/ITU-T多媒体电话系统)。
正是凭借ITU和ISO双重标准的身份以及高画质、低码率、强纠错的特点,使得H.264获得了全球上万家企业、机构、协会的支持,除了应用在通信行业,在PC、数码、数字电视等娱乐领域,H.264编码同样占据主流地位。在IT领域,索尼、松下、苹果、爱可视这些掌握着产业链核心命脉的企业,旗下的明星产品,诸如数码相机、数码摄像机、多媒体手机、PSP、Net Walkman、iPhone、iPod、MIT等,都直接提供了对H.264硬解码的支持,H.264作为国际性的编码方式,在IT领域获得了最多的拥护,并得到了爱国者、音悦汇、纽曼、魅族等国内品牌的强力支持,是现阶段应用最普及、最受推崇、最先进的高清视频编码,也是编码算法最复杂、硬件要求最高的视频编码技术。
H.264高清编码,细节清晰逼真
RMVB标清编码,细节失真模糊
目前,网络上主流的H.264编码视频资源,多采用MKV封装格式,从HalfCD、miniSD等小容量(一部电影350MB-700MB容量)、中等画质(接近1.4GB容量DVDRip)的视频,到480P、HR-HDTV、720P等中等容量(按分辨率不同,容量体积在1GB-4GB之间)、高画质(凌驾于其他任何视频编码格式),动态监测的视频资源总数量已达到8万以上,覆盖了各类主流视频节目。对于高清MP4而言,除了丰富的视频压制组制作的下载资源,苹果iPod、iPhone以及索尼PSP的720*480分辨率MP4-AVC的H.264视频转换/压制资源,都具有高画质、小容量、资源丰富等特点,同样也可以在支持H.264编码的高清MP4播放。目前,音悦汇T10、T11、T12均可以流畅播放1024*576分辨率、H.264/X264(High Profile/Main Profile)编码的MKV、MOV、AVI视频,覆盖的高清视频资源总量约在5万种以上。
二、未来曙光 高清亚军 VC-1/WMV9/WMV-HD
从未有人质疑过微软在IT领域的霸主地位,而微软一直不满于操作系统的成就,它还在不断向全世界强势推广其制定的各种标准规范,VC-1高清视频编码就是其中之一。微软于2002年推出了Windows Media Video 9(WMV9)系列编解码器,实现了视频压缩效率的显著提高,此后,微软将WMV9标准升级,推出VC-1(也可称为WMV-HD)高清编码,它纯粹是一种视频压缩算法,并没有WMV中数字版权管理、播放列表和用户接口这些元素。
VC-1编码作为较晚推出的高清编码算法,自然吸收了MPEG-2与H.264编码的优点,其压缩比介于MPEG2和H.264之间,编解码复杂性仅有H.264的一半,即压缩时间更短、解码计算更小,在微软的大力推动下,VC-1编码已经得到了BD蓝光光盘、电影及电视学会(SMPTE)的支持。
VC-1与H.264编码在视频压缩方面拥有独到的技术,采用环内解块滤波器,通过开关对比可以明显看出,上图色块非常严重,而下图则过渡得十分平滑。经过滤波处理,减少了色块效应,而图像的质量基本不受影响,因此主观质量大大改善。这一功能显著提高了画质表现,能够彻底去除在RMVB与AVI视频经常看到的“马赛克”现象。
正是由于微软在计算机操作系统的垄断地位,VC-1编码获得了统一协调的推广,并且,由于VC-1主要是微软在负责推广,在权利金上的策略就非常灵活,现在近乎免费,微软不仅大量发布720P WMV-HD演示片、鼓励推动WMV视频发布,而且,在全球销量数千万的游戏主机X-BOX 360连接的Live平台上下载的收费电影,均采用VC-1的格式编码,VC-1与H.264一样,得到了下一代BD阵营的首肯,成为了BD光盘认可的压缩格式之一。
VC-1具有和H.264同样出色的画质,是高清代表性的标准之一。由于基本来自于BD光盘,所以VC-1编码的视频,目前多以体积非常庞大的1080P视频为主,并不适合在MP4上播放,720P分辨率以下的WMV资源在国内网络的数量并不多,主要以演示片、纪录片、MV等视频为主,动态监测的资源数量约在3万左右,不过,随着微软即将发布的Windows 7操作系统的强势推广,我们有理由相信VC-1即将迎来高速普及的时代。在高清MP4领域,目前,唯有音悦汇T10、T11支持720P WMV(VC-1编码)视频,为今后的WMV视频普及应用扫清了障碍。
三、传统霸主 高清季军 MPEG2-TS/MPEG4
MPEG-2/MPEG-4编码标准,是由MPEG工作组(Moving Picture Experts Group)发布的视频与音频压缩国际标准。这两种编码方式制定的时间都较早,最初都是针对标清的视频格式所制定,经过不断地演进与革新,沿用到了今天的高清领域。
MPEG2制定于1994年,它的出现是为了进一步提升分辨率(720*480)、提高码率(3-10Mbit/S),以期实现更好的画质,并可支持隔行扫描视频格式和其它先进功能,由于MPEG-2编码压缩率较低,它主要用于DVD片源标准(720*480分辨率/NTSC制式、720*576/PAL制式),在DVD标准下,MPEG-2编码的视频文件主要采用MPG、MPE、MPEG、M2V与VOB(DVD光盘)格式。对于720P/1080P高清视频而言,MPEG-2编码的视频文件主要采用TP和TS封装格式。其中,TS格式是一种较为先进的“封装格式”,BD蓝光原盘即采用TS封装,它在视频和音频打包时提供时间戳,保证了任何时间段(分离)的音画同步,TS封装支持几乎所有编码的高清视频和音轨编码。
MPEG2-TS,传统高清格式
MPEG4制定于1998年,视频质量及分辨率较高,而数据速率相对较低。主要原因在于,它采用了ACE技术,它是一套首次针对应用于MPEG4的编码运算规则。与ACE有关的目标定向可以启用很低的数据率。与MPEG2编码算法相比,可节约文件的存储空间。MPEG-4 Part2标准便是十分常见的Divx、Xvid编码,它们(尤其是较新的Xvid编码)多用于压制DVDRip、AVI或MP4格式的视频文件。另外,MPEG4的第十部分标准,即为H.264(AVC)。
Divx与Xvid,助力DVDRip流行
在今天的高清时代,MPEG2/MPEG4这两种视频编码的优势不再明显,不过,相较于视觉要求较高的PC与电视领域,在高清MP4领域,采用MPEG2与MPEG4(Xvid编码)压缩的DVDrip以及BDrip视频,仍然具有很高的实用性,在主流高清MP4的4.3英寸-5英寸800*480高清晰屏幕,此类视频同样可以呈现细腻、出色、清晰的效果,并且,十几年来累积的视频资源数量十分惊人,动态监测采用此类视频编码的视频文件数量超过8万,在VeryCD、CHD、思路、BT、迅雷等下载站点有非常丰富的资源,有数千个视频压制小组在进行视频压制,非常适合下载、并在MP4上观看。提供对于MPEG2和MPEG4(Divx、Xvid编码)的完备支持,是MP4产品必须具备的能力。目前,大多数高清MP4均“支持”此类编码的720P解码,不过,相比之下,采用Ti达芬奇方案的音悦汇T10、T11与采用RK2806方案的T12,对于720P、Xvid编码的AVI等格式的兼容性更加理想。
音悦汇T10、T11兼容全部高清编码
全文综述:了解了国际高清编码标准之后,在选购高清MP4产品时,消费者就要根据自身需求与资源喜好,重点考虑产品对这三种视频格式的支持。目前,全面支持H.264、VC-1、MPEG2-TS三种高清国标格式的解决方案,唯有美国德州仪器(Ti)的达芬奇芯片,采用达芬奇芯片的产品,除了售价高昂的爱国者、纽曼等硬盘播放器,只有音悦汇T10、T11两款产品,它可以全方位覆盖网络接近20万个高清/准高清视频资源,音悦汇以“真高清”的理念,为整个行业注入了理性、合理、科学的消费观,对整个市场更加有序、健康的成长奠定了坚实基础。
(DVOL本文转自:中国DV传媒 http://www.dvol.cn)