MPEG4:高昂的授權費就當眾人都認定MPEG-4必是繼MPEG-1(Video CD)、MPEG-2(DVD-Video)之后的接班人時,突然有一件極令人沮喪的消息,那就是MPEG-4的技術授權費讓許多運營商難以認同,不光是費用問題,就連計費方式也遭到強烈質(zhì)疑,在最初的授權預案中,如果電視內(nèi)容的營運商要以MPEG-4格式來播放節(jié)目,則每分鐘要支付0.000333美元,或者是以每年每個收視用戶收取0.25美元。 此方案一出,Apple、On2等業(yè)內(nèi)廠商立即提出異議,甚至Apple原訂在QuickTime中內(nèi)建MPEG-4的支持性,也因為授權異議而延緩發(fā)布日期。 當然,這樣的情形并不是第一次,要不是IBM收取PS/2(Personal System 2個人計算機)、MCA(Micro Channel,微信道總線)等授權費、要不是Apple收取FireWire(IEEE 1394)授權費,今日這些規(guī)格的普及度可能就有所不同,同樣的DVD在發(fā)表之初的數(shù)年幾乎是難以推廣,主要原因也一樣歸咎于授權或?qū)@M用。 經(jīng)過幾年后,DVD的授權與專利有了進一步的妥協(xié),DVD才有今日的普及,所以從這個角度看MPEG-4授權實已成為一種“歐美常態(tài)”,只不過這次比較不同的一點是,運營商不再愿意等待,已有另辟他路的打算,類似USB 2.0超越1394,眾人將目光轉(zhuǎn)向MPEG-4的另一衍生:H.264。 ▲圖解:MPEG LA對H.264的授權,量產(chǎn)使用H.264技術的產(chǎn)品每件收取0.2美元,每年量產(chǎn)超過500萬件每件收取0.1美元,最低至少要授權10萬件,若為營運商使用則每年收取350萬~500萬美元,此外消費者一般在Internet使用MPEG-4技術是免費(如下載播放),播放使用MPEG-4技術的電視節(jié)目運營商,用來編碼須支付2,500美元(僅需付一次),然后再依據(jù)收視戶數(shù)收費,10萬戶以下免費,10萬~50萬戶收取2,500美元,50萬~100萬戶收取5,000美元,超過100萬戶一律只收取1萬美元,其余也針對訂閱性收視、付費性收視有不同對應的技術授權費。(資料來源:Streamcrest.com) H.264歷史 MPEG-4(同時也是ISO/IEC 14496)的制訂并非只有動態(tài)視頻的編解碼而已,其中還包括諸多的環(huán)節(jié)與項目,真正與視頻直接且密切相關的,其實是MPEG-4 Part 2(也稱為MPEG-4 Visual)的部分,其余還有用于傳送時的整合架構規(guī)范、文件格式、軟件規(guī)范、相關定義等。 MPEG系列的標準歸屬于ISO/IEC,但另一方面以制訂國際通訊標準為主的機構:ITU-T,在完成H.263(針對視頻會議之用的串流視頻標準)后展開了更先進的H.264制訂,且新制訂是與ISO/IEC機構連手合作,由兩機構共同成立一個名為JVT(Joint Video Team)的聯(lián)合工作小組,以MPEG-4技術為基礎進行更適于視頻會議(Video Conference)運用的衍生發(fā)展,也因為是聯(lián)合制訂,因此在ITU-T方面稱為H.264,在ISO/IEC的MPEG方面就稱為MPEG-4 Part 10(第10部分,也叫ISO/IEC 14496-10),MPEG-4 Part 10的另一個代稱是MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding,先進視頻編碼),多個名稱其實是一個意思,即H.264=MPEG-4 Part 10=ISO/IEC 14496-10=MPEG-4 AVC,不過以下本文一律以H.264表述,一方面以H.264叫法最原始也最正宗,另一方面書寫上也最簡單。
H.264的優(yōu)點那么,H.264到底與MPEG-4有何差別呢?更準確地說MPEG-4 Part 10與MPEG-4 Part 2有何差別?為何需要再訂制出MPEG-4 Part 10呢?直接沿用MPEG-4 Part 2難道不行? 雖然MPEG-4已針對Internet傳送而設計,提供比MPEG-2更高的視頻壓縮效率,更靈活與彈性變化的播放取樣率,但就視頻會議而言總希望有更進一步的壓縮,所以才需要出現(xiàn)了H.264。 到底H.264好在哪?先讓我們將MPEG-2、MPEG-4(MPEG-4 Part 2)、H.264(MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10)三者進行分辨率表現(xiàn)與所用帶寬的比較,無論MPEG-2、MPEG-4、H.264,三者都能達1920×1080i(非交錯)的高清晰度(High Definition,HD)、24fps(每秒更新24張畫面)的影像畫質(zhì),但傳輸帶寬上MPEG-2需要12~20Mbps,相對的H.264只要7~8Mbps,而MPEG-4則介于兩者間,更直接地說,若把MPEG-2的帶寬用作基準的100%,MPEG-4要達相同效果只需要60%帶寬,H.264更是低至40%,約為原MPEG-2的1/2~1/3。 當然,1920×1080是最高標準的分辨率,如果將H.264用在手機上,在176×144、24fps的情況下H.264只要40kbps~60kbps的帶寬,如此只要現(xiàn)有PHS(64kbps)、GPRS(115.2kbps)就足以進行在線視頻,更具體地說,H.264力求在40kbps~300kbps的有限帶寬下盡可能得到流暢、清晰的表現(xiàn)。 至此大家必然會問,何以H.264能夠有更高的壓縮率,且播放效果與MPEG-2、MPEG-4近乎相同?答案在于更復雜的編碼算法,以前之所以未采用更復雜的算法,是考慮到解碼(播放)端的運算能力不足,就會導致播放不流暢,失去視頻娛樂觀賞的意義,但如今不同,無論桌面電腦、移動終端的性能都突飛猛進(幾乎都有200MHz以上頻率),即便運用更復雜的壓縮編碼都可以實時解碼、流暢地播放,這正是MEPG-4、H.264能夠推行的一項先決條件。 事實上MPEG-4與H.264的出現(xiàn)有其好處,可將“家庭播放”、“遠程傳送”、“移動終端播放”等多種視頻應用的格式標準盡可能統(tǒng)一,減少再次轉(zhuǎn)換的麻煩。 ▲圖解:Via授權公司對H.264技術的授權,每件運用產(chǎn)品收取0.25美元,營運總體收費一年250萬美元,PC隨附軟件每年400萬美元,且?guī)缀醪灰罁?jù)用戶數(shù)額外收費,僅在付費性收視方面依據(jù)播放時間酌量收費,30分鐘內(nèi)收取0.005美元,30~90分鐘收取0.015美元,超過則0.025美元。(資料來源:Streamcrest.com)
既生MPEG-4,何生H.264?就是希望擺脫MPEG-2非得在本地播放的局限,才另行訂立出可在網(wǎng)絡環(huán)境中串行(Streaming)播放的MPEG-4,而H.264的制訂用意實與原有的MPEG-4相近,如此真有必要并存兩者嗎? 關于這個問題,H.264不僅壓縮算法比以往的MPEG-4更優(yōu)異,帶寬耗用更低,還有一項最誘人的特點:授權費用比較合理,因為H.264晚于MPEG-4問世,且兩者定位接近,既然如此,H.264只好在授權費上降低定位,期盼以較寬厚的授權方式爭取被采用,而這正是對了運營商的胃口,當初許多運營商對MPEG-4的授權深表反感,之后也都熱烈擁護H.264。 舉幾個實際案例,日本前六大的電視廣播運營商正是因為對MPEG-4的授權計價、記制感到不滿,于2004年3月宣布采H.264標準來播放,同樣DVD的接班人:HD DVD與Blue-Ray,也分別在2004年6月、9月宣布支持H.264格式,確定讓遠程與本地播放都可以采用H.264,而歐洲數(shù)字廣播DVB(Digital Video Broadcasters)也在2004年11月表示其數(shù)字電視播放將采用H.264(包括標準分辨率的SDTV以及高分辨率的HDTV),美國的數(shù)字電視廣播ATSC(Advanced Television Systems Committee)也將H.264為最后定案前的考慮評估。 附注:日本運營商的數(shù)字電視播放規(guī)格為ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting),這樣一來歐、日數(shù)字電視都實行H.264標準,若美國ATSC也實行,則主要市場的數(shù)字廣播視頻將一律使用H.264。 同樣的,3GPP(GSM)、3GPP2(CDMA2000)等移動終端用的多媒體格式制訂組織也聲明支持H.264,由此來看,無論有線廣播、無線廣播、家用盤片播送、手持行動播放,統(tǒng)統(tǒng)使用H.264,如此廣大普及的響應,看來往后連手持攝影機(D8、V8)、家庭錄放機(DVR、PVR)等編碼應用也必然要支持H.264,廣泛的應用將帶來更大的普及 附注:Apple QuickTime技術于v6版支持MPEG-4,于v7版支持H.264。 H.264兩大對手:MPEG-4反撲、VC-1追擊 H.264的壓縮率、授權優(yōu)于MPEG-4,說穿了就是效能與成本的領先,但在信息業(yè)界效能與成本的情況經(jīng)常在變,如果MPEG-4一樣將授權費用降低,那么H.264的授權優(yōu)勢很可能減弱,另外Internet環(huán)境無時無刻朝寬帶化發(fā)展,真的需要比MPEG-4更優(yōu)的壓縮效率嗎?有時倒也未必,在帶寬條件夠充裕的情況下,使用MPEG-4還是H.264并無過多差異。所以,授權方式的改變,或整體帶寬環(huán)境的改善,都會對H.264產(chǎn)生不利,對此H.264唯有更速搶占市場,以高普及度來擺脫上述的不利因素。 此外,Microsoft也對可變壓縮比的視頻、流媒體視頻等抱有很大野心,特別是2001年研發(fā)出Windows Media 9系列技術后,以此技術為基礎而開發(fā)出VC-9的視頻壓縮算法,之后改稱VC-1(VC指Video Codec),無論就市場或技術,Microsoft VC-1都將與MPEG-4、H.264等同臺競爭。 不過,VC-1目前的氣勢依然弱于H.264,也弱于MPEG-4,一方面是VC-1在技術層面上的實際表現(xiàn)與H.264無太大差異,VC-1同樣以MPEG-4為基礎,但并沒有特別的突出點或優(yōu)越性,運營商從技術角度考慮沒有必要非選擇VC-1。 另外,從授權角度來看VC-1是否有優(yōu)勢呢?答案是三者中最不利的,礙于Microsoft一貫的推行策略,VC-1的授權來源僅只一家,授權價格與方式調(diào)整,以及后續(xù)版本的改進方向,都由微軟一手掌握,無人能左右,眼前為與MPGE-4、H.264等競爭,VC-1授權自然不敢過高,但運營商依然對未來是否會漲價表示擔心。 相對來說,MPEG-4與H.264都是以多數(shù)參與討論來決定制訂方向,且授權上也有多種選擇,關于H.264的技術,可以向MPEG LA取得授權,或者也可以向Via Licensing公司(由Dolby Laboratories杜比實驗室所成立)取得,兩者的授權方式與計價也各有不同,運營商可依據(jù)自身的運用方式來選擇較合適的授權機構及方式。
運營商支持進度現(xiàn)況所有運營商支持H.264的動機與策略是一致的嗎?看來未必。 對于大廠而言,大多以求保險的心態(tài)則會盡可能支持各種視頻規(guī)格,包括對以往格式的兼容與未來的發(fā)展,所以從MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.264等都一一支持,有時甚至也包含WMV、VC-1的支持,包括音頻方面(如CD、AC-3、MP3、WMA、MPEG-4 AAC等)也盡可能都支持。另外也有運營商真的跳過MPEG-4而只采H.264,這其實是對MPEG-4的授權方式的表達不滿。此外也有些是持觀望態(tài)度,等待MPEG-4、H.264、VC-1三者間的優(yōu)劣更明顯后,選擇其一、其二來支持。 最后筆者列舉數(shù)家運營商目前的實際支持情形,以方便從事視頻應用設計的開發(fā)者能對方案及組件的近況有更多的參考評估與了解。 2004年4月Broadcom(博通)收并Sand Video,并于同年12月推出BCM7411的MPEG-2/H.264合一譯碼芯片,可用于HDTV(高清電視)、STB(機頂盒)等。至于核心,Broadcom向來喜歡用MIPS,筆者相信此次也不例外。 2004年6月Conexant收購愛爾蘭的Amphion半導體,并于之后推出IP TV之用的CX2418X(X=2或3)的H.264解碼芯片,使用200MHz的ARM926EJ-S核心。 2005年1月5日(CES展期間)STMicroelectronics(意法微電子)針對STB之用的STB7100單芯片,STB7100內(nèi)部使用300MHz的ST40處理核心(源自SuperH架構),同時支持H.264與VC-1。 2005年1月5日Sigma Design發(fā)表SMP8630媒體處理芯片,適合用在IP TV用途的STB、HDDVD播放機內(nèi),SMP8630同時支持MPEG-2/MPEG-4/H.264/VC-1,執(zhí)行處理方面使用300MHz的MIPS核心,同年4月也將原先既有的EM8620媒體處理芯片加增對H.264及VC-1的支持。 2005年2月8日Renesas(瑞薩)發(fā)表SH73380的手機處理器芯片(研發(fā)代號:SH-Mobile3A),SH73380內(nèi)建VPU4(Video Processing Unit 4),支持H.264運算執(zhí)行。 |
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