擁抱HDTV時代 全面解析MPEG4與H.264

    繼MPEG2、MP3、VCD、DVD后，具有H.264或MPEG4影音編解碼能力已經(jīng)是目前多媒體產(chǎn)品的基本要求條件之一，由于這兩者具有強大的壓縮比、低位元速率、無須復(fù)雜的，及高度與通頻應(yīng)用整合的能力，己經(jīng)成為影音數(shù)碼視頻產(chǎn)品，必備的功能及標(biāo)準(zhǔn)格式。

　　目前，H.264及MPEG4的應(yīng)用范圍相當(dāng)?shù)膹V闊，包括了數(shù)字監(jiān)視系統(tǒng)、數(shù)碼相機、數(shù)碼DV攝像機、可攜帶型MPEG4（或DivX）多媒體影音（錄）放像機 、可攜帶型的移動數(shù)字影音錄放像機DVR、數(shù)字電視／數(shù)字機頂盒DVB（Digital Video Broadcasting）及STB（Set-Top-Box）等，需要高密度儲存影像的數(shù)字影音設(shè)備。此外，目前最熱門的IP STB（Internet）也己經(jīng)開始運用MPEG4 PVR搭配VOD（Video on Demand）內(nèi)容來提供高畫質(zhì)的數(shù)字電視。

何謂MPEG4？

　　就目前來說，MPEG4是影音編解碼相當(dāng)主流的技術(shù)之一，在MPEG4影像壓縮處理技術(shù)，主要是利用IC芯片做硬件層開發(fā)，其中最重要的技術(shù)就是編碼與解碼的核心技術(shù)。

　　MPEG全稱是Moving Pictures Experts Group。該組織在1988年成立，目的是推動影像及聲音的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)化工作，從開發(fā)的時程和結(jié)果來看，這個團體先后發(fā)表了MPEG1、MPEG2、MPEG3和MPEG4等等應(yīng)用在不同頻寬和數(shù)碼影像品質(zhì)要求的編解碼技術(shù)。

　　與目前業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)MPEG1和MPEG2視頻壓縮技術(shù)相比較，MPEG4壓縮技術(shù)能夠讓電視廣播商和服務(wù)廠商利用他們現(xiàn)有的廣播網(wǎng)絡(luò)為最終用戶提供高解析電視節(jié)目或更多的電視頻道，并且擁有與多媒體系統(tǒng)之間的交互性和靈活性。

　　HD和MPEG4技術(shù)的降臨為廠商IPTV業(yè)務(wù)的部署帶來了不少麻煩，如果廠商跟不上技術(shù)前進的步伐，將會變得很被動。技術(shù)不是一成不變的，當(dāng)我們剛剛認(rèn)為問題已經(jīng)解決了時，新一波的問題又會出現(xiàn)了。

　　目前，IPTV業(yè)務(wù)的部署大部份還是采用SD和MPEG2數(shù)字廣播編碼標(biāo)準(zhǔn)。如果寬頻對于運用MPEG2 HD不成問題，那么就會有一部份廠商跟進MPEG2，但是還有一部份廠商則認(rèn)為MPEG4馬上就可以運用到IPTV中了，所以他們對此仍持觀望態(tài)度，決定再等等，不想將全部精力‘耗費’在MPEG2上。針對這種情況，最好的解決方法就是，讓HD MPEG4趕快進入成熟期，如此廠商也就不再會猶豫了。

　　MPEG4的編解碼技術(shù)是在1998年11月公布，提供在一定比特率下的視頻、音頻的編碼能力，并考慮了多媒體系統(tǒng)發(fā)展下需要符合的相互存取性和靈活性。速率在4800--64000bits/sec間，便可以傳輸分辨率為176*144的影像，所以可以在窄的頻寬下，將Frame重新編碼，并且予以壓縮后將資料送出，而達(dá)到在最少的資料下，獲得最佳的影像品質(zhì)。

H.264標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)勢在于壓縮性能

　　另一方面， MPEG-4和H.264標(biāo)準(zhǔn)已廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域中，MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)已在無線視頻通信和流媒體應(yīng)用中得到采用，由于H.264在壓縮性能方面所具有的優(yōu)勢，H.264將會在即時視頻通信、廣播電視、視頻存儲播放等領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

　　與以前的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4類似，H.264也是采用Frame間預(yù)測和Frame內(nèi)變換的混合編碼方法來消除或減少影像中的重復(fù)的資料。

　　目前MPEG4或H.264格式，可以利用DSP及ASIC芯片進行編解碼。但是由于在電路整合的需求下，大多數(shù)企業(yè)都在相關(guān)的芯片產(chǎn)品中將MPEG4或H.264的IP整合成為一顆多功能并且運算能力強大的多媒體或通訊應(yīng)用芯片。

　　所以，在今天的文章中，我們將以MPEG4與H.264編解碼芯片為主題，報導(dǎo)目前市場上相關(guān)產(chǎn)品的功能特色與資料。

STB支持H.264等多個標(biāo)準(zhǔn)的HDTV解碼器

　　意法半導(dǎo)體發(fā)表了支持H.264/AVC和VC1高解析標(biāo)準(zhǔn)的單芯片視頻轉(zhuǎn)換盒（STB）解決方案－STB7100。STB7100采用90nm制造技術(shù)，及35*35PBGA封裝。

　　在一個單片上整合了STB的眾多功能和多標(biāo)準(zhǔn)解碼電路，有助于制造商減低設(shè)計制造成本。STB7100可以同時解碼多個HD視頻串流，并把合成的視頻流輸出到兩個電視，或以子母畫面的形式顯示在屏幕上。高性能300MHz ST40是新元件的CPU核心，它屬于ST的32位元RISC系列，采用SuperH架構(gòu)。

　　STB7100支持目前所有的STB操作系統(tǒng)和軟件，并將支持未來的軟件升級。采用軟硬件一體化視頻解碼架構(gòu)的STB7100，整個系統(tǒng)可以現(xiàn)場升級，支持未來的新標(biāo)準(zhǔn)。對于數(shù)碼錄影機（DVR）應(yīng)用，新元件內(nèi)置各種周邊設(shè)備接口，包括串列端子、ATA和USB2.0等，因此，可幫助制造商或用戶簡化為視頻轉(zhuǎn)換盒或DVD視盤機增加周邊設(shè)備的過程。

　　新解碼器內(nèi)置最新的DVD音頻編解碼和DVD加密技術(shù)，以功能強大的ST40 CPU為動力引擎，使STB7100最適合用在汽車娛樂中心平臺中，它能夠作為主控制設(shè)備直接驅(qū)動各種應(yīng)用，如GPS全球定位系統(tǒng)，同時還可以處理DVD和音頻應(yīng)用。

凌泰高端MPEG4芯片瞄準(zhǔn)數(shù)碼影像錄影高端應(yīng)用

　　凌泰科技發(fā)表AL9V576影音壓縮芯片，此芯片具有高品質(zhì)之MPEG-4、MPEG-2及MPEG-1影像的即時（Real Time）壓縮能力，并支持22.05K、24K、44.1K及48KHz等音頻取樣頻率，以及最高達(dá)20Mbps的影像壓縮速率。

　　此外，該芯片內(nèi)建支持32位元PCI 2.2的標(biāo)準(zhǔn)界面，可直接安裝于電腦或嵌入式系統(tǒng)，方便客戶產(chǎn)品驗證及開發(fā)。AL9V576 MPEG4影音壓縮芯片，可支持MPEG4 ASP（Advanced Simple Profile）標(biāo)準(zhǔn)，在Full D1分辨率下，可達(dá)每秒30個頻框（Frame）的即時壓縮能力，不僅大幅提升壓縮效率，更可符合網(wǎng)絡(luò)傳輸對頻寬的要求，將是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視（IP Network Camera）、數(shù)碼錄影以及影音播放等市場應(yīng)用的最佳解決方案。

　　該芯片并支持標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字影音輸入接口，接受ITU-R BT.656、ITU-R BT.601、16-bit YCbCr、24-bit YCbCr及RGB等未壓縮的影音資料；其支持各種不同的分辨率，包括：QCIF、CIF、VGA、Full-D1等。

　　除內(nèi)建32位元PCI 2.2的標(biāo)準(zhǔn)界面外，AL9V576影音壓縮芯片更提供其他各式的主機界面（Host Interface）及彈性的壓縮格式，適合于各種數(shù)碼影音產(chǎn)品開發(fā)的需求，目前該產(chǎn)品可以兩種不同封裝型式（160-pin LQFP和256-pin TfBGA）出貨，以符合不同的系統(tǒng)整合需求。

華邦多媒體拍照手機影像處理芯片－W99702G／W99802G

　　華邦W99702G／W99802G多媒體芯片具備高度系統(tǒng)整合，適用于手機與其它可攜式多媒體電子產(chǎn)品。W99702G與W99802G具備高性能硬件MPEG4編解碼引擎，可同時進行MPEG4影音錄制與放映，所有影像處理和彩色液晶的影像顯示都可由芯片處理，動態(tài)錄影可達(dá)到640*480畫面每秒30張，并可播放MP3、AAC、AAC+、WMA音樂格式，支持最高300萬像素CCD或CMOS影像感測器，具備USB、SD/MMC存儲卡與NAND Flash界面，支持USB MASS Storage Class，PictBridge直接列印，可外接電視編解碼芯片，在電視上預(yù)覽影像或播放JPEG照片與MPEG4影片。

Intime IME 6400提供四路音視頻同步壓縮

　　Intime發(fā)表的MPEG4壓縮IME6400編解碼單芯片，支持4路音頻／視頻同步壓縮（可直接支持網(wǎng)絡(luò)攝像機、PAL/NTSC視頻信號），是一種低成本、高效率的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器解決方案。

　　這個解決方案采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，即時性好，穩(wěn)定性高，并且提供全部Source Code，讓工程師具有更彈性的設(shè)計。

　　IME 6400的特性包括了，標(biāo)準(zhǔn)MPEG4格式，CIF分辨率（352*288）、嵌入式Linux即時操作系統(tǒng)支持，穩(wěn)定性高，即時性好，無授權(quán)費用、最大4通道CIF格式（352*288）120fps處理能力、支持CBR/VBR、采用32位MCU，處理能力強、支持NTSC/PAL視頻信號源、RS232/RS485、支持NTC（Network Time Protocol）和RTC（Real Time Clock）等。

　　IME6400方案的最大特點是單芯片支持四路音視頻同步壓縮。視頻壓縮格式為標(biāo)準(zhǔn)MPEG4，分辨率為CIF（352*288），音頻壓縮格式為ADPCM。市面上的其他的單芯片壓縮四路圖像的方案要大多只能同時壓縮一路音頻，或者壓縮記錄不能保存為四個獨立的文件，而6400能同時壓縮四路音視頻。因此IME6400方案具有低價高效的優(yōu)點。IME6400成本在25美元左右。

ConexantH.264解碼器芯片，可應(yīng)用于衛(wèi)星電視和IP視頻轉(zhuǎn)換盒

　　Conexant推出H.264解碼器樣片CX2418X，該芯片能夠?qū)Σ捎肏.264視頻編解碼器的先進視頻編碼技術(shù)進行解碼。針對高分辨率視頻傳輸和儲存應(yīng)用的視頻壓縮技術(shù)，則可應(yīng)用于衛(wèi)星電視和IP視頻轉(zhuǎn)換盒，及高分辨率DVD錄像機等。

　　Conexant在6月份收購Amphion Semiconductor，并采用Amphion的高分辨率H.264硬件視頻解碼器核心的基礎(chǔ)上推出了一系列的H.264芯片。Conexant推出的首批兩款芯片包括高分辨率和標(biāo)準(zhǔn)分辨率版本，完全符合H.264-only解碼器規(guī)格。兩款芯片都采用0.13微米制程生產(chǎn)。Conexant的H.264-only解碼器是單機芯片，并未整合于Conexant采用MPEG-2的SoC上面。

Sigma最新H.264解碼芯片，支持雙高端光盤技術(shù)

　　Sigma Designs開發(fā)出了支持H.264/MPEG-4 AVC、VC-1、MPEG-4和MPEG-2多種規(guī)格解碼的媒體處理器‘SMP8630’。SMP8630系列芯片組是第一款支持高畫質(zhì)解碼功能的MIPS-Based全格式安全媒體處理器，能處理所有頻號規(guī)格。

　　此系列方案鎖定IPTV、高畫質(zhì)DVD，及其他消費性電子產(chǎn)品，支持1080i解碼。SMP8630可在1280*720 pixelworks分辨率與30 frame/rate偵速率；及1920*1080 pixelworks分辨率與60 frame/rate偵速率進行影像解碼。Sigma認(rèn)為SMP8630的一大主要用途就是針對‘藍(lán)光’和‘HD DVD’等新一代光盤技術(shù)。

Broadcom編解碼芯片與Blue-Ray、HD DVD相容

　　為了提前卡位，Broadcom推出的高分辨率影音解碼器芯片，型號為BCM7411D。除支持H.264標(biāo)準(zhǔn)（或稱MPEG-4 Part 10／先進視頻編碼AVC），還有根據(jù)MS Windows Media Video 9提出的SMPTE標(biāo)準(zhǔn)—VC-1（SMPT 421M），兩者都是專為藍(lán)光和HD DVD格式制定的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。

　　另外，該產(chǎn)品也支持高分辨率MPEG-2解碼，并完全向下整合目前的DVD影片和部分以MPEG-2格式撰寫的HD DVD片。

　　BCM7411D的技術(shù)源自于Broadcom前一代高分辨率影音解碼器芯片，該芯片目前廣泛應(yīng)用于有線、衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)電視機頂盒、媒體中心與閘道；而此一第四代芯片不僅針對高畫質(zhì)影碟機市場設(shè)計，并同時支持VC-1影片壓縮標(biāo)準(zhǔn)。

　　筆者認(rèn)為：關(guān)于IPTV的標(biāo)準(zhǔn)討論中，被討論較多的分別是H.264、MPEG4和AVS。目前來看，MPEG4標(biāo)準(zhǔn)可能實施起來成本相對低一些，但以后要升級到H.264需要比較大的代價。至于AVS標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)還沒有太多的研究。國內(nèi)電信在IPTV的標(biāo)準(zhǔn)選擇上更趨向于H.264，因為H.264代表了現(xiàn)今行業(yè)融合的趨勢，滿足了包括廣電、電信和IP網(wǎng)絡(luò)以及移動網(wǎng)絡(luò)等多方面的需求，是一個可以承載跨媒體、跨網(wǎng)絡(luò)的平臺。