H.264可擴展視頻編解碼器(SVC)應用詳解

可擴展視頻編解碼器已經被開發了許多年。廣播行業嚴格地受到業已建立的各種標準的控制，因此在采用這一技術上一直反應遲緩。處理器、傳感器以及顯示技術的進步正在點爆各種視頻應用。互聯網以及IP技術正無縫地把視頻伺服至更為不同和遠程的由顯示設備構成的社群。可擴展視頻編解碼器――如H.264 SVC滿足了許多這些系統的需求，并且它們可能促使視頻被廣泛采納為通信媒介的催化劑。

編解碼器被用于壓縮視頻，以減小傳輸視頻流所需要的帶寬，或者，降低把視頻文件存檔所需要的存儲空間。這種壓縮的代價就是增大計算要求：壓縮比越高，對計算能力的要求就越高。

在帶寬與計算要求之間做出折中，對于定義承載編碼視頻流所需要的最小信道帶寬以及編碼設備的最小指標均有影響。在傳統的像廣播電視機這樣的視頻系統中，解碼器的最小規范(在機頂盒的情形下)易于被定義。

然而，目前視頻被越來越多地由各種各樣的應用所采用，相應地，有各種各樣的客戶設備，這些設備包括從計算機觀看互聯網視頻，到便攜式數字助理(PDA)以及小巧的蜂窩電話。針對這些設備的視頻流必需是不同的。

為了更好地兼容特定的觀看設備以及信道帶寬，必須采用不同的設置對視頻流多次編碼。每一個設置的組合必須向用戶產生一個滿足視頻流傳輸所需帶寬的視頻流以及對觀看設備進行解碼的能力。如果原始解壓視頻流不可用，那么，編碼視頻流必須首先被解碼，然后采用新的設置進行解碼。這種做法是十分昂貴的。

在理想的情形下，視頻僅僅以高效率的編解碼器被編碼一次。如果經過解碼的話，得到的視頻流會產生全分辨率的視頻。此外，在理想的情形下，如果較低分辨率或帶寬的視頻流需要被進一步延伸至網絡之中，以鎖定較低性能的設備，那么，可以不必采取附加的處理，就能夠發送一小部分的編碼視頻。這種較小的視頻流便于解碼并產生較低分辨率的視頻。以這種方式，編碼視頻流自身就能夠適應它需要經過的信道帶寬以及目標設備的性能。這些就是可擴展視頻編解碼器的品質所在。

H.264 可擴展視頻編解碼器

擴展至H.264的可擴展視頻編解碼器(H.264 SVC)，被設計來傳遞上述理想情形的各種好處。它以H.264先進視頻編解碼器標準(H.264 AVC)為基礎，并高度利用了原始編解碼器的各種工具以及概念。然而，它產生的編碼視頻是空間上臨時可擴展的，并且是在視頻質量方面可擴展的。也就是說，它能夠產生不同幀速率、分辨率或質量等級的解碼視頻。

SVC擴展引入了一種原始H.264 AVC編解碼器―在編碼視頻內的各層―不存在的概念。基礎層對視頻流的最低臨時、空間和品質表現進行編碼。增強各層利用基礎層作為起點，對附加信息進行編碼，從而在解碼過程中把編碼結果用于重構高質量、高分辨率或；臨時的視頻版本。

通過對基本層以及僅僅是所需要的后來增強層進行解碼，解碼器能夠以所希望的特征產生一種視頻流。圖1所示為H.264 SVC流的分層結構。在編碼的過程中，要利用僅僅對較低級各層的參考，小心地解碼一個特殊層。以這種方式，編碼流可以在任意點被刪節，但是，仍然維持有效的、可解碼的視頻流。

圖1：H.264 SVC分層結構。

這種分層方法讓所生成的一個編碼流能夠被刪節以限制所消耗的帶寬或者降低解碼計算的要求。刪節過程完全通過從編碼視頻流提取所需要的各層而構成。這個過程甚至能夠在網絡中執行。

圖2：調節等級以降低帶寬和分辨率。

也就是說，隨著視頻流從高帶寬轉換為較低帶寬的網絡(例如，通過WiFi鏈路從以太網轉換至手持)，要針對可用的帶寬調節視頻流的大小。在上述例子中，要針對無線鏈路的帶寬調節視頻流的大小以及手持解碼器的解碼能力。圖2顯示了個人電腦把低帶寬的視頻流轉為為移動設備視頻流的例子。

H.264 SVC揭秘