影音壓縮規格H.264/MPEG4 AVC

文/李佩瑛

寬頻時代來臨,顯現了通信技術的躍進,而行動裝置與高畫質電視普及,加上文字、聲音資料、照片與動態影像資料量不斷的增加,讓這些資料如何保有細膩鮮明的品質,但又不佔用傳輸空間成為一項課題,也促成訊號壓縮技術更新的必要性,以便讓資料更廣泛被運用與流通[1]。

圖1:在壓縮之後可相容其他電訊與行動裝置

目前逐漸被各大廠商所採納的H.264/AVC技術,是由ITU-T(Telecommunication Standardization Sector, 簡稱ITU-T)於2003年制定的規格,而所謂的AVC(Advanced Video Coding, 動態影像高度壓縮符號化標準)代表的是MPEG4第10部份,正式的寫法為「MPEG4 Part 10: Advanced Video Coding」,於ISO/IEC中的識別號碼為「ISO/IEC 14496-10」,「14496」代表MPEG4,「10」則是代表前述的第10部份。

H.262 H.264比較

ITU-T
制定名稱

制定年

內容

特徵/機能

壓縮率

H.262

1995

Information technology-Generic coding of moving pictures and associated audio information: Video
(與ISO/IEC制定之標準MPEG-2雖然名稱不同,但內容相同,為兩單位共同制定)

1. 適用於4Mbps10MbpsSDTVStandard Definition television)與15Mbps30MbpsHDTVHigh-definition television)。

2. 非交錯電路與交錯電路均可。

1/12~1/50

H.264

2003

Advanced video coding for generic audiovisual services
(與ISO/IEC制定之標準MPEG-4 AVC雖然名稱不同,但技術內容相同,均為動態影像高度壓縮符號化標準)

1. 為較新的符號化技術之大成,壓縮效率與H.263相比高出2倍。

2. 傳送速度可達10kbps240Mbps

1/20~1/100

MPEG2MPEG4比較

ISO/IEC
制定名稱

制定年

內容

特徵/機能

壓縮率

MPEG2
ISO/IEC 13818-2:2000

1995

Generic coding of moving pictures and associated audio information: Video (available in English only)

1. 適用於4Mbps10MbpsSDTVStandard Definition television)與15Mbps30MbpsHDTVHigh-definition television)。

2. 非交錯電路與交錯電路均可。

1/12~1/50

MPEG4ISO/IEC 14496-2

1998

Coding of audiovisual

MPEG4ISO/IEC 14496-10

2003

Advanced video coding for generic audiovisual services
(與ISO/IEC制定之標準MPEG-4 AVC雖然名稱不同,但技術內容相同,均為動態影像高度壓縮符號化標準)

1. 為較新的符號化技術之大成,壓縮效率與H.263相比高出2倍。

2. 傳送速度可達10kbps240Mbps

1/20~1/100

資料來源:角野真也、菊池義浩、鈴木輝彥  編,《改訂版H.264/AVC教科書》,日本:株式會社インプレスR&D,2006年1月初版,頁2-3。

圖2:ITU-T H.264 規範封面

這項國際標準的設計是為了廣泛應用於下列層面[2],但並不侷限於此範圍:
CATV — Cable TV on optical networks, copper, etc.
DBS — Direct broadcast satellite video services
DSL — Digital subscriber line video services
DTTB — Digital terrestrial television broadcasting
ISM — Interactive storage media (optical disks, etc.)
MMM — Multimedia mailing
MSPN — Multimedia services over packet networks
RTC — Real-time conversational services (videoconferencing, videophone, etc.)
RVS — Remote video surveillance
SSM — Serial storage media (digital VTR, etc.)

H.264/MPEG4 AVC與MPEG2之不同在於演算的方式,以壓縮之後的檔案相較,以H.264/MPEG4 AVC壓縮後的檔案容量比MPEG2少了接近一半,但影像的品質絲毫不受影響。從上述適用的範圍可以清楚的發現,H.264/MPEG4 AVC可以搭載於多款行動裝置或是通訊設備上,對於跨平台使用上有更多相容性與可能性。


圖3:使用H.264/MPEG4 AVC可使容量與品質兼顧

H.264/MPEG4 AVC的推出,是視訊編碼標準的里程碑,它明顯表現出與現有的MPEG-2、MPEG-4 SP 及H.263相比之下的優越性,特別是在編碼運算效率上的提高,使得技術能廣泛跨越新領域。盡管H.264 的運算複雜度是現有編碼壓縮標準的4倍以上,但隨著電路技術的迅速發展,以及全球主流多媒體視訊軟硬體相關產品與廠商支持,H.264/MPEG4 AVC的商業應用已經在全世界迅速推廣。目前使用並支援H.264的已有Apple、Sony Playstation 3、Microsoft Xbox 360、Google’s Android 行動通訊平台、Symbian S60 作業系統支援LG, Motorola, Nokia, Samsung 與SonyEricsson部份通訊裝置…等,遑論其他各式影像轉檔軟體,更是蔚為風潮,足見H.264/MPEG4 AVC已經逐漸成為市場上主流,並提供使用者一個更能靈活運用影音通訊的格式。

註釋
[1]〈H.264やWMV9とはいったい何?〉,http://trendy.nikkeibp.co.jp/article/qa/yougo/20040302/107349/
[2] “H.264 : Advanced video coding for generic audiovisual services”, http://www.itu.int/rec/T-REC-H.264-200711-S/en

延伸閱讀
1. 黃均人、黃予祈、曾子嘉、江巧雯、陳秀華、張思穎,《數位化工作流程指南:影像資料》

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