三款高清晰编码大比拼MPEG-2、MPEG-4（MPEG-4 Part 2）、H.264（MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10）

就当众人都认定MPEG-4必是继MPEG-1（Video CD）、MPEG-2（DVD-Video）之后的接班人时，突然有一件极令人沮丧的消息，那就是MPEG-4的技术授权费让许多运营商难以认同，不光是费用问题，就连计费方式也遭到强烈质疑，在最初的授权预案中，如果电视内容的营运商要以MPEG-4格式来播放节目，则每分钟要支付0.000333美元，或者是以每年每个收视用户收取0.25美元。

　　此方案一出，Apple、On2等业内厂商立即提出异议，甚至Apple原订在QuickTime中内建MPEG-4的支持性，也因为授权异议而延缓发布日期。

　　当然，这样的情形并不是第一次，要不是IBM收取PS/2（Personal System 2个人计算机）、MCA（Micro Channel，微信道总线）等授权费、要不是Apple收取FireWire（IEEE 1394）授权费，今日这些规格的普及度可能就有所不同，同样的DVD在发表之初的数年几乎是难以推广，主要原因也一样归咎于授权或专利费用。

　　经过几年后，DVD的授权与专利有了进一步的妥协，DVD才有今日的普及，所以从这个角度看MPEG-4授权实已成为一种“欧美常态”，只不过这次比较不同的一点是，运营商不再愿意等待，已有另辟他路的打算，类似USB 2.0超越1394，众人将目光转向MPEG-4的另一衍生：H.264。　

▲图解：MPEG LA对H.264的授权，量产使用H.264技术的产品每件收取0.2美元，每年量产超过500万件每件收取0.1美元，最低至少要授权10万件，若为营运商使用则每年收取350万～500万美元，此外消费者一般在Internet使用MPEG-4技术是免费（如下载播放），播放使用MPEG-4技术的电视节目运营商，用来编码须支付2,500美元（仅需付一次），然后再依据收视户数收费，10万户以下免费，10万～50万户收取2,500美元，50万～100万户收取5,000美元，超过100万户一律只收取1万美元，其余也针对订阅性收视、付费性收视有不同对应的技术授权费。（资料来源：Streamcrest.com）
MPEG-4（同时也是ISO/IEC 14496）的制订并非只有动态视频的编解码而已，其中还包括诸多的环节与项目，真正与视频直接且密切相关的，其实是MPEG-4 Part 2（也称为MPEG-4 Visual）的部分，其余还有用于传送时的整合架构规范、文件格式、软件规范、相关定义等。

 
　　MPEG系列的标准归属于ISO/IEC，但另一方面以制订国际通讯标准为主的机构：ITU-T，在完成H.263（针对视频会议之用的串流视频标准）后展开了更先进的H.264制订，且新制订是与ISO/IEC机构连手合作，由两机构共同成立一个名为JVT（Joint Video Team）的联合工作小组，以MPEG-4技术为基础进行更适于视频会议（Video Conference）运用的衍生发展，也因为是联合制订，因此在ITU-T方面称为H.264，在ISO/IEC的MPEG方面就称为MPEG-4 Part 10（第10部分，也叫ISO/IEC 14496-10），MPEG-4 Part 10的另一个代称是MPEG-4 AVC（Advanced Video Coding，先进视频编码），多个名称其实是一个意思，即H.264=MPEG-4 Part 10=ISO/IEC 14496-10=MPEG-4 AVC，不过以下本文一律以H.264表述，一方面以H.264叫法最原始也最正宗，另一方面书写上也最简单。
那么，H.264到底与MPEG-4有何差别呢？更准确地说MPEG-4 Part 10与MPEG-4 Part 2有何差别？为何需要再订制出MPEG-4 Part 10呢？直接沿用MPEG-4 Part 2难道不行？

　　虽然MPEG-4已针对Internet传送而设计，提供比MPEG-2更高的视频压缩效率，更灵活与弹性变化的播放取样率，但就视频会议而言总希望有更进一步的压缩，所以才需要出现了H.264。

　　到底H.264好在哪？先让我们将MPEG-2、MPEG-4（MPEG-4 Part 2）、H.264（MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10）三者进行分辨率表现与所用带宽的比较，无论MPEG-2、MPEG-4、H.264，三者都能达1920×1080i（非交错）的高清晰度（High Definition，HD）、24fps（每秒更新24张画面）的影像画质，但传输带宽上MPEG-2需要12～20Mbps，相对的H.264只要7～8Mbps，而MPEG-4则介于两者间，更直接地说，若把MPEG-2的带宽用作基准的100%，MPEG-4要达相同效果只需要60%带宽，H.264更是低至40%，约为原MPEG-2的1/2～1/3。

　　当然，1920×1080是最高标准的分辨率，如果将H.264用在手机上，在176×144、24fps的情况下H.264只要40kbps～60kbps的带宽，如此只要现有PHS（64kbps）、GPRS（115.2kbps）就足以进行在线视频，更具体地说，H.264力求在40kbps～300kbps的有限带宽下尽可能得到流畅、清晰的表现。

　　至此大家必然会问，何以H.264能够有更高的压缩率，且播放效果与MPEG-2、MPEG-4近乎相同？答案在于更复杂的编码算法，以前之所以未采用更复杂的算法，是考虑到解码（播放）端的运算能力不足，就会导致播放不流畅，失去视频娱乐观赏的意义，但如今不同，无论桌面电脑、移动终端的性能都突飞猛进（几乎都有200MHz以上频率），即便运用更复杂的压缩编码都可以实时解码、流畅地播放，这正是MEPG-4、H.264能够推行的一项先决条件。

 
　　事实上MPEG-4与H.264的出现有其好处，可将“家庭播放”、“远程传送”、“移动终端播放”等多种视频应用的格式标准尽可能统一，减少再次转换的麻烦。

 

▲图解：Via授权公司对H.264技术的授权，每件运用产品收取0.25美元，营运总体收费一年250万美元，PC随附软件每年400万美元，且几乎不依据用户数额外收费，仅在付费性收视方面依据播放时间酌量收费，30分钟内收取0.005美元，30～90分钟收取0.015美元，超过则0.025美元。（资料来源：Streamcrest.com）

就是希望摆脱MPEG-2非得在本地播放的局限，才另行订立出可在网络环境中串行（Streaming）播放的MPEG-4，而H.264的制订用意实与原有的MPEG-4相近，如此真有必要并存两者吗？

　　关于这个问题，H.264不仅压缩算法比以往的MPEG-4更优异，带宽耗用更低，还有一项最诱人的特点：授权费用比较合理，因为H.264晚于MPEG-4问世，且两者定位接近，既然如此，H.264只好在授权费上降低定位，期盼以较宽厚的授权方式争取被采用，而这正是对了运营商的胃口，当初许多运营商对MPEG-4的授权深表反感，之后也都热烈拥护H.264。

　　举几个实际案例，日本前六大的电视广播运营商正是因为对MPEG-4的授权计价、记制感到不满，于2004年3月宣布采H.264标准来播放，同样DVD的接班人：HD DVD与Blue-Ray，也分别在2004年6月、9月宣布支持H.264格式，确定让远程与本地播放都可以采用H.264，而欧洲数字广播DVB（Digital Video Broadcasters）也在2004年11月表示其数字电视播放将采用H.264（包括标准分辨率的SDTV以及高分辨率的HDTV），美国的数字电视广播ATSC（Advanced Television Systems Committee）也将H.264为最后定案前的考虑评估。

　　附注：日本运营商的数字电视播放规格为ISDB-T（Integrated Services Digital Broadcasting），这样一来欧、日数字电视都实行H.264标准，若美国ATSC也实行，则主要市场的数字广播视频将一律使用H.264。

　　同样的，3GPP（GSM）、3GPP2（CDMA2000）等移动终端用的多媒体格式制订组织也声明支持H.264，由此来看，无论有线广播、无线广播、家用盘片播送、手持行动播放，统统使用H.264，如此广大普及的响应，看来往后连手持摄影机（D8、V8）、家庭录放机（DVR、PVR）等编码应用也必然要支持H.264，广泛的应用将带来更大的普及

　　附注：Apple QuickTime技术于v6版支持MPEG-4，于v7版支持H.264。

　　附注：3GPP全写为3rd Generation Partnership Project。　 
H.264的压缩率、授权优于MPEG-4，说穿了就是效能与成本的领先，但在信息业界效能与成本的情况经常在变，如果MPEG-4一样将授权费用降低，那么H.264的授权优势很可能减弱，另外Internet环境无时无刻朝宽带化发展，真的需要比MPEG-4更优的压缩效率吗？有时倒也未必，在带宽条件够充裕的情况下，使用MPEG-4还是H.264并无过多差异。所以，授权方式的改变，或整体带宽环境的改善，都会对H.264产生不利，对此H.264唯有更速抢占市场，以高普及度来摆脱上述的不利因素。

　　此外，Microsoft也对可变压缩比的视频、流媒体视频等抱有很大野心，特别是2001年研发出Windows Media 9系列技术后，以此技术为基础而开发出VC-9的视频压缩算法，之后改称VC-1（VC指Video Codec），无论就市场或技术，Microsoft VC-1都将与MPEG-4、H.264等同台竞争。

　　不过，VC-1目前的气势依然弱于H.264，也弱于MPEG-4，一方面是VC-1在技术层面上的实际表现与H.264无太大差异，VC-1同样以MPEG-4为基础，但并没有特别的突出点或优越性，运营商从技术角度考虑没有必要非选择VC-1。

　　另外，从授权角度来看VC-1是否有优势呢？答案是三者中最不利的，碍于Microsoft一贯的推行策略，VC-1的授权来源仅只一家，授权价格与方式调整，以及后续版本的改进方向，都由微软一手掌握，无人能左右，眼前为与MPGE-4、H.264等竞争，VC-1授权自然不敢过高，但运营商依然对未来是否会涨价表示担心。

　　相对来说，MPEG-4与H.264都是以多数参与讨论来决定制订方向，且授权上也有多种选择，关于H.264的技术，可以向MPEG LA取得授权，或者也可以向Via Licensing公司（由Dolby Laboratories杜比实验室所成立）取得，两者的授权方式与计价也各有不同，运营商可依据自身的运用方式来选择较合适的授权机构及方式。　
所有运营商支持H.264的动机与策略是一致的吗？看来未必。

　　对于大厂而言，大多以求保险的心态则会尽可能支持各种视频规格，包括对以往格式的兼容与未来的发展，所以从MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.264等都一一支持，有时甚至也包含WMV、VC-1的支持，包括音频方面（如CD、AC-3、MP3、WMA、MPEG-4 AAC等）也尽可能都支持。另外也有运营商真的跳过MPEG-4而只采H.264，这其实是对MPEG-4的授权方式的表达不满。此外也有些是持观望态度，等待MPEG-4、H.264、VC-1三者间的优劣更明显后，选择其一、其二来支持。

　　最后笔者列举数家运营商目前的实际支持情形，以方便从事视频应用设计的开发者能对方案及组件的近况有更多的参考评估与了解。

　　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合一译码芯片，可用于HDTV（高清电视）、STB（机顶盒）等。至于核心，Broadcom向来喜欢用MIPS，笔者相信此次也不例外。

　　2004年6月Conexant收购爱尔兰的Amphion半导体，并于之后推出IP TV之用的CX2418X（X=2或3）的H.264解码芯片，使用200MHz的ARM926EJ-S核心。

　　2005年1月5日（CES展期间）STMicroelectronics（意法微电子）针对STB之用的STB7100单芯片，STB7100内部使用300MHz的ST40处理核心（源自SuperH架构），同时支持H.264与VC-1。

　　2005年1月5日Sigma Design发表SMP8630媒体处理芯片，适合用在IP TV用途的STB、HDDVD播放机内，SMP8630同时支持MPEG-2/MPEG-4/H.264/VC-1，执行处理方面使用300MHz的MIPS核心，同年4月也将原先既有的EM8620媒体处理芯片加增对H.264及VC-1的支持。

　　2005年2月8日Renesas（瑞萨）发表SH73380的手机处理器芯片（研发代号：SH-Mobile3A），SH73380内建VPU4（Video Processing Unit 4），支持H.264运算执行。