H.264集多项优势 成为行动装置视讯编码技术主流

图说：H.264的Inter运算模式。

H.264强化网络传输应用 最后胜出关键点

近年来，视讯多媒体应用的迅速扩展，使得利用无线行动通讯进行传输数据变得频繁，随无线网络广泛使用以及多媒体应用需求增加，如多媒体串流、视讯电话、高分辨率电视(HDTV)，因此在无线环境中支持多媒体传输更加被重视。

由于无线频道的衰减、多重路径、干扰…等特性，使得所提供的频宽会遭遇瞬时剧烈波动的现象，无法维持一致，导致无可避免的传输服务质量(Quality of Service；QoS)下降。传统改善无线环境中频宽波动传输质量的现有方法，为熟知的适应性传输调变(link adaptation)及适应性改变数据传输速率机制(rate adaptation)。

然而，这些方法没有考虑到数据本身的属性和编码技术特性，并且端赖实体层提供缓慢的反馈信息，来调整适当传输速率。因此，对于实时性的多媒体应用，特别是有严谨频宽需求和延迟限制的串流影音，无法提供较好的传输服务质量，也无法实时因应瞬时频宽波动的情形。

于H.264视讯压缩标准的3项特性，高压缩率，网络友善性设计以及错误容忍工具提供，使得该视讯压缩标准非常适合各种无线网络传输协议应用。但由于前述无线网络的不稳定性，如何解决封包遗失而造成影像质量严重下降，是目前急欲解决的问题，在无线通讯网路环境里，噪声问题影响影像质量相当大，尤其H.264的视讯在高压缩时，就算是一点小错误，都极有可能让译码出来的影像质量严重下降或损毁。

因此，H.264在抗错误的部分，采用很多不同的抗错误技术，例如可将画面中任意的巨方块指定到任意的片段组(slice group；SG)；借着每个片段的再同步(resynchronize)避免错误蔓延(error propogatiom)的可调性巨方块顺序(flexible macroblock ordering；FMO)；依据参数重要性将资料分个成数个部分的数据分割(data partitioning: DP)技术。

此外，切换影片码率时，插入SI/SP以保持影片的流畅及正确性。如果画面影像质量无可避免的低落时，H.264画面内更新(intra update)技术，可使画面的质量恢复一定水平，这些都是H.264为了能进一步对抗错误所采用的方法。

H.264优点甚多 然消耗运算资源 编码加速成关键

H.264标准中的画框内预测，利用自然影像的相关性进一步降低编码信息量，虽提高了压缩率，却也增加运算复杂度。在可变区块大小部分，不同于先前的标准，如H.261、MPEG1/2主要以16×16模式为主，在H.263+和MPEG4当中开始有可变区块编码概念，但也只用了16×16 和8×8 2种模式。在H.264中为达到高压缩、高质量目的，承袭可变区块编码概念，进而支持16×16到4×4…等7种模式，以提供更好的影像质量，但是运算负载也提高很多。

如果以数字量化计算，相较于上一代的规格，H.264比起MPEG2提升2到3倍压缩效率，比起MPEG4则有1.5到2倍压缩率。因此在各种视讯应用上，都有明显优势。以90分钟DVD质量电影流量，用MPEG2需要3.0Mbps频宽，MPEG4需1.8Mbps频宽，H.264则只需1.1Mbps的频宽即可。因此在储存与档案下载方面，H.264也能节省很大的资源及时间。

甚至数字电视讯号也倾向采H.264压缩，以行动电视的1个影音节目的传输来说，采用H.264/level 1.2的规格，要达到CIF画质(360×288)，视讯传输上需要384Kbps速率，音讯上需要48Kbps，若再加上约40Kbps的overhead，因此1个质量稳定的节目大约需要用掉500Kbps，而在DVB-H技术架构下，以不同的调变技术(QPSK/16QAM/64QAM)能在8MHz频宽中传输6到60个节目。

在相同频宽下，MPEG2压缩无法做到这么高压缩比，因此，能够放的频道就比较少，即便目前主流数字电视讯号几乎都采用H.264压缩，但H.264规格的运算量却高达好几倍。

总而言之，H.264提供相当多的优点，但是运算需求却比之前各种压缩规格高上许多。对于运算资源高的PC来说，也曾经发生播放高画质H.264压缩的HD规格影片时相当困难的窘境，虽然目前主流规格的处理器，已经可以办到软件直接即使译码H.264视讯，但是，就算是双核心处理器，需要的资源仍相当高，因此新推出的主流显示卡，大部分都已内建硬件译码H.264能力，实测结果也能有效减轻CPU负担。

同样的运作原理，放到CE产品的各种视讯装置，特别是缺乏资源的行动视讯装置来看，合宜的H.264世代译码加速设计，平衡H.264所带来的效能冲击，并兼顾其它编码方式的解决方案，以及省电、体积缩小…等设计，才能成为下一波竞争的胜利者。

图说：PC显示卡架构中，NVIDIA与ATI 2强所提出的硬件译码H.264架构。