H.264可扩展视频编解码器(SVC)应用详解

可扩展视频编解码器已经被开发了许多年。广播行业严格地受到业已建立的各种标准的控制，因此在采用这一技术上一直反应迟缓。处理器、传感器以及显示技术的进步正在点爆各种视频应用。互联网以及IP技术正无缝地把视频伺服至更为不同和远程的由显示设备构成的社群。可扩展视频编解码器――如H.264 SVC满足了许多这些系统的需求，并且它们可能促使视频被广泛采纳为通信媒介的催化剂。

编解码器被用于压缩视频，以减小传输视频流所需要的带宽，或者，降低把视频文件存档所需要的存储空间。这种压缩的代价就是增大计算要求：压缩比越高，对计算能力的要求就越高。

在带宽与计算要求之间做出折中，对于定义承载编码视频流所需要的最小信道带宽以及编码设备的最小指标均有影响。在传统的像广播电视机这样的视频系统中，解码器的最小规范(在机顶盒的情形下)易于被定义。

然而，目前视频被越来越多地由各种各样的应用所采用，相应地，有各种各样的客户设备，这些设备包括从计算机观看互联网视频，到便携式数字助理(PDA)以及小巧的蜂窝电话。针对这些设备的视频流必需是不同的。

为了更好地兼容特定的观看设备以及信道带宽，必须采用不同的设置对视频流多次编码。每一个设置的组合必须向用户产生一个满足视频流传输所需带宽的视频流以及对观看设备进行解码的能力。如果原始解压视频流不可用，那么，编码视频流必须首先被解码，然后采用新的设置进行解码。这种做法是十分昂贵的。

在理想的情形下，视频仅仅以高效率的编解码器被编码一次。如果经过解码的话，得到的视频流会产生全分辨率的视频。此外，在理想的情形下，如果较低分辨率或带宽的视频流需要被进一步延伸至网络之中，以锁定较低性能的设备，那么，可以不必采取附加的处理，就能够发送一小部分的编码视频。这种较小的视频流便于解码并产生较低分辨率的视频。以这种方式，编码视频流自身就能够适应它需要经过的信道带宽以及目标设备的性能。这些就是可扩展视频编解码器的品质所在。

H.264 可扩展视频编解码器

扩展至H.264的可扩展视频编解码器(H.264 SVC)，被设计来传递上述理想情形的各种好处。它以H.264先进视频编解码器标准(H.264 AVC)为基础，并高度利用了原始编解码器的各种工具以及概念。然而，它产生的编码视频是空间上临时可扩展的，并且是在视频质量方面可扩展的。也就是说，它能够产生不同帧速率、分辨率或质量等级的解码视频。

SVC扩展引入了一种原始H.264 AVC编解码器―在编码视频内的各层―不存在的概念。基础层对视频流的最低临时、空间和品质表现进行编码。增强各层利用基础层作为起点，对附加信息进行编码，从而在解码过程中把编码结果用于重构高质量、高分辨率或；临时的视频版本。

通过对基本层以及仅仅是所需要的后来增强层进行解码，解码器能够以所希望的特征产生一种视频流。图1所示为H.264 SVC流的分层结构。在编码的过程中，要利用仅仅对较低级各层的参考，小心地解码一个特殊层。以这种方式，编码流可以在任意点被删节，但是，仍然维持有效的、可解码的视频流。

图1：H.264 SVC分层结构。

这种分层方法让所生成的一个编码流能够被删节以限制所消耗的带宽或者降低解码计算的要求。删节过程完全通过从编码视频流提取所需要的各层而构成。这个过程甚至能够在网络中执行。

图2：调节等级以降低带宽和分辨率。

也就是说，随着视频流从高带宽转换为较低带宽的网络(例如，通过WiFi链路从以太网转换至手持)，要针对可用的带宽调节视频流的大小。在上述例子中，要针对无线链路的带宽调节视频流的大小以及手持解码器的解码能力。图2显示了个人电脑把低带宽的视频流转为为移动设备视频流的例子。

H.264 SVC揭秘