H.264在IPTV系统中的应用

一、H.264的核心竞争力

　　IPTV系统中所采用的编码协议有多种，在中国国内，目前主要有MPEG-4、H.264、AVS等编码。其中H.264是电信运营商所看好的一种协议，将被应用于视频节目的传送过程。H.264是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的MPEG（活动图像编码专家组）的联合视频组（JVT：joint video team）开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。

　　H.264最具价值的部分无疑是有更高的数据压缩比。压缩技术的基本原理就是将视频文件中的非重要信息过滤，让数据能够更快地在网络中传输。在同等的图像质量条件下，H.264的数据压缩比能比当前DVD系统中使用的MPEG-2高2-3倍，比MPEG-4高1.5-2倍。经过H.264压缩的视频数据，在网络传输过程中所需要的带宽更少，也更加经济。

　　H.264获得优越性能的代价是计算复杂度的大幅增加，例如分层设计、多帧参论、多模式运动估计、改进的帧内预测等，这些都显著提高了预测精度，从而获得比其他标准好得多的压缩性能。不断提高的硬件处理能力和不断优化的软件算法是H.264得以风行的生存基础。

　　二、H.264 与MPEG-4的比较

　　从带宽要求方面比较，H.264是MPEG-4对带宽的要求的1/2倍。也即为了达到比较高的视频效果，MPEG-4需要6Mbps的传输速率匹配，而H.264只需要3Mbps-4Mbps的传输速率。从编码的角度上讲，H.264比MPEG-4的编码效率提高了一倍。

　　H.264与MPEG-4的编码比较如下：

　　1、在正常情况下，H.264与MPEG-4相比具有性能倍增效应。

　　相同码率的H.264媒体流和MPEG-4媒体流相比，H.264的压缩效率更高，并且压缩质量也好于MPEG-4压缩。以下为采用MPEG-4及H.264对1小时的静止、一般活动、剧烈活动视频节目的压缩结果。大家可以清楚看出采用H.264的压缩结果明显好于MPEG-4的压缩。 比较表如下：

图像类型MPEG-4H.264 1小时1小时静止120M36M一般活动96M67M剧烈活动151.2M120M

  　　2、 图像带宽要求的比较。

　　由下表可知H.264对带宽的要求明显比MPEG-4的带宽要求低。MEPG-4、H.264在普通电话线上、宽带上传输视频结果：

网络类型MPEG-4H.264PSTN5－12帧/秒，质量一般20帧/秒，图像质量好LAN25帧/秒，256Kbps带宽25帧/秒，125Kbps

　　3、H.264与MPEG-4的画面效果比较

　　下图左为MPEG-4在码率为1Mbps情况下的画面质量，右为H.264在码率为512Kbps情况下的画面质量。这个图示表现出了，H.264在比MPEG-4还要清晰。这同样体现了H.264的性能倍增。

　　H.264标准推出仅一年，目前，市面上大部分所谓支持H.264协议的终端基本只是支持H.264的基本功能，对于扩展的、全面的H.264协议还不支持。中兴通讯的IPTV系统已经完善现实了对H.264协议的支持，包括基本部分及扩展部分。并且在2005年就通过了上海电信研究院的测试。同时，中兴通讯的机顶盒也提供了对H.264协议全面支持，已经开始在国内市场供货。

三、H.264的应用优势

　　H.264可以被广泛应用于IPTV系统，它具有以下优势：

　　第一，采用H.264将大大节约网络带宽，减小网络改造的压力，在带宽相同的情况下，采用H.264将能够覆盖更多的用户。特别是在DSL接入的情况下，采用H.264能够增加至少30%可用线路。

　　第二，H.264协议能够提供高清画面，这可以有效提高图像质量，H.264实现高清画面仅需5～8M带宽，而MPEG4需要15M以上。

　　第三，采用H.264协议，在流媒体服务器、存储设备、承载网络等各环节都能节省相当的设备投入和资金。

　　第四，H.264高效率的带宽利用和低处理延迟特点，使之对IP和移动网络具有更强的适应能力。

　　总之，H.264技术经过了标准制定、研发等阶段，产业链已经逐步成熟，具备了可商用条件。目前业内IPTV主流厂家大多数都已经在进行基于H.264标准的系统和应用开发。中兴通讯在江苏电信、北京通信的商用平台也采用了H.264方案，中兴通讯最新中标的上海电信，也采用H.264技术建设。这标志着H.264技术已经成熟，可以被大规模、广泛应用于IPTV系统中。

　　四、采用H.264协议可以提供的业务

　　在IPTV系统采用H.264协议，面向用户提供以下业务：

　　视频直播
　　将H.264应用于IPTV的直播节目，可以提供强大的视频、音频流式播放。

　　视频点播
　　将H.264应用于IPTV的点播节目，面向用户提供所有点播节目的时移功能。

　　时移电视
　　中兴通讯的IPTV系统，面向用户提供基于直播电视的时移功能，用户可以在72小时内，随时浏览、观看时移电视节目。

　　中兴通讯推出的IPTV系统，在后续还将面向用户提供更多的业务选择。

　　五、H.264在中国的建设情况

　　H.264以其高效的压缩性能、低码率下的高画质，降低了视频业务对承载网络的冲击，节省了运营商的网络建设成本，受到了国内运营商的高度关注。

　　05年8月份，中国电信上海研究院组织了基于H.264编解码的IPTV系统测试，中兴等业界主流厂家参与全程测试。

　　05年底，上海电信开展基于H.264的IPTV系统试点。

　　06年初，中兴通讯为江苏电信建设了国内规模最大的H.264 IPTV商用系统，系统总容量为10万线，标志着中国国内H.264大规模商用系统的建设条件已经成熟。

　　06年2月份，中兴通讯承建北京通信IPTV项目，项目建设采用H.264协议。

　　06年5月份，中兴通讯IPTV中标上海电信IPTV项目，该项目采用H.264协议