拥抱HDTV时代 全面解析MPEG4与H.264

　　【IT168 技术技巧】继MPEG2、MP3、VCD、DVD后，具有H.264或MPEG4影音编解码能力已经是目前多媒体产品的基本要求条件之一，由于这两者具有强大的压缩比、低位元速率、无须复杂的，及高度与通频应用整合的能力，己经成为影音数码视频产品，必备的功能及标准格式。

　　目前，H.264及MPEG4的应用范围相当的广阔，包括了数字监视系统、数码相机、数码DV摄像机、可携带型MPEG4（或DivX）多媒体影音（录）放像机 、可携带型的移动数字影音录放像机DVR、数字电视／数字机顶盒DVB（Digital Video Broadcasting）及STB（Set-Top-Box）等，需要高密度储存影像的数字影音设备。此外，目前最热门的IP STB（Internet）也己经开始运用MPEG4 PVR搭配VOD（Video on Demand）内容来提供高画质的数字电视。

何谓MPEG4？

　　就目前来说，MPEG4是影音编解码相当主流的技术之一，在MPEG4影像压缩处理技术，主要是利用IC芯片做硬件层开发，其中最重要的技术就是编码与解码的核心技术。

　　MPEG全称是Moving Pictures Experts Group。该组织在1988年成立，目的是推动影像及声音的压缩编码标准化工作，从开发的时程和结果来看，这个团体先后发表了MPEG1、MPEG2、MPEG3和MPEG4等等应用在不同频宽和数码影像品质要求的编解码技术。

　　与目前业界标准MPEG1和MPEG2视频压缩技术相比较，MPEG4压缩技术能够让电视广播商和服务厂商利用他们现有的广播网络为最终用户提供高解析电视节目或更多的电视频道，并且拥有与多媒体系统之间的交互性和灵活性。

　　HD和MPEG4技术的降临为厂商IPTV业务的部署带来了不少麻烦，如果厂商跟不上技术前进的步伐，将会变得很被动。技术不是一成不变的，当我们刚刚认为问题已经解决了时，新一波的问题又会出现了。

　　目前，IPTV业务的部署大部份还是采用SD和MPEG2数字广播编码标准。如果宽频对于运用MPEG2 HD不成问题，那么就会有一部份厂商跟进MPEG2，但是还有一部份厂商则认为MPEG4马上就可以运用到IPTV中了，所以他们对此仍持观望态度，决定再等等，不想将全部精力‘耗费’在MPEG2上。针对这种情况，最好的解决方法就是，让HD MPEG4赶快进入成熟期，如此厂商也就不再会犹豫了。

　　MPEG4的编解码技术是在1998年11月公布，提供在一定比特率下的视频、音频的编码能力，并考虑了多媒体系统发展下需要符合的相互存取性和灵活性。速率在4800--64000bits/sec间，便可以传输分辨率为176*144的影像，所以可以在窄的频宽下，将Frame重新编码，并且予以压缩后将资料送出，而达到在最少的资料下，获得最佳的影像品质。

H.264标准优势在于压缩性能

　　另一方面， MPEG-4和H.264标准已广泛应用于多种领域中，MPEG-4标准已在无线视频通信和流媒体应用中得到采用，由于H.264在压缩性能方面所具有的优势，H.264将会在即时视频通信、广播电视、视频存储播放等领域中得到应用。

　　与以前的视频压缩标准H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4类似，H.264也是采用Frame间预测和Frame内变换的混合编码方法来消除或减少影像中的重复的资料。

　　目前MPEG4或H.264格式，可以利用DSP及ASIC芯片进行编解码。但是由于在电路整合的需求下，大多数企业都在相关的芯片产品中将MPEG4或H.264的IP整合成为一颗多功能并且运算能力强大的多媒体或通讯应用芯片。

　　所以，在今天的文章中，我们将以MPEG4与H.264编解码芯片为主题，报导目前市场上相关产品的功能特色与资料。

STB支持H.264等多个标准的HDTV解码器

　　意法半导体发表了支持H.264/AVC和VC1高解析标准的单芯片视频转换盒（STB）解决方案－STB7100。STB7100采用90nm制造技术，及35*35PBGA封装。

　　在一个单片上整合了STB的众多功能和多标准解码电路，有助于制造商减低设计制造成本。STB7100可以同时解码多个HD视频串流，并把合成的视频流输出到两个电视，或以子母画面的形式显示在屏幕上。高性能300MHz ST40是新元件的CPU核心，它属于ST的32位元RISC系列，采用SuperH架构。

　　STB7100支持目前所有的STB操作系统和软件，并将支持未来的软件升级。采用软硬件一体化视频解码架构的STB7100，整个系统可以现场升级，支持未来的新标准。对于数码录影机（DVR）应用，新元件内置各种周边设备接口，包括串列端子、ATA和USB2.0等，因此，可帮助制造商或用户简化为视频转换盒或DVD视盘机增加周边设备的过程。

　　新解码器内置最新的DVD音频编解码和DVD加密技术，以功能强大的ST40 CPU为动力引擎，使STB7100最适合用在汽车娱乐中心平台中，它能够作为主控制设备直接驱动各种应用，如GPS全球定位系统，同时还可以处理DVD和音频应用。

凌泰高端MPEG4芯片瞄准数码影像录影高端应用

　　凌泰科技发表AL9V576影音压缩芯片，此芯片具有高品质之MPEG-4、MPEG-2及MPEG-1影像的即时（Real Time）压缩能力，并支持22.05K、24K、44.1K及48KHz等音频取样频率，以及最高达20Mbps的影像压缩速率。

　　此外，该芯片内建支持32位元PCI 2.2的标准界面，可直接安装于电脑或嵌入式系统，方便客户产品验证及开发。AL9V576 MPEG4影音压缩芯片，可支持MPEG4 ASP（Advanced Simple Profile）标准，在Full D1分辨率下，可达每秒30个频框（Frame）的即时压缩能力，不仅大幅提升压缩效率，更可符合网络传输对频宽的要求，将是网络监视（IP Network Camera）、数码录影以及影音播放等市场应用的最佳解决方案。

　　该芯片并支持标准的数字影音输入接口，接受ITU-R BT.656、ITU-R BT.601、16-bit YCbCr、24-bit YCbCr及RGB等未压缩的影音资料；其支持各种不同的分辨率，包括：QCIF、CIF、VGA、Full-D1等。

　　除内建32位元PCI 2.2的标准界面外，AL9V576影音压缩芯片更提供其他各式的主机界面（Host Interface）及弹性的压缩格式，适合于各种数码影音产品开发的需求，目前该产品可以两种不同封装型式（160-pin LQFP和256-pin TfBGA）出货，以符合不同的系统整合需求。

华邦多媒体拍照手机影像处理芯片－W99702G／W99802G

　　华邦W99702G／W99802G多媒体芯片具备高度系统整合，适用于手机与其它可携式多媒体电子产品。W99702G与W99802G具备高性能硬件MPEG4编解码引擎，可同时进行MPEG4影音录制与放映，所有影像处理和彩色液晶的影像显示都可由芯片处理，动态录影可达到640*480画面每秒30张，并可播放MP3、AAC、AAC+、WMA音乐格式，支持最高300万像素CCD或CMOS影像感测器，具备USB、SD/MMC存储卡与NAND Flash界面，支持USB MASS Storage Class，PictBridge直接列印，可外接电视编解码芯片，在电视上预览影像或播放JPEG照片与MPEG4影片。

Intime IME 6400提供四路音视频同步压缩

　　Intime发表的MPEG4压缩IME6400编解码单芯片，支持4路音频／视频同步压缩（可直接支持网络摄像机、PAL/NTSC视频信号），是一种低成本、高效率的网络视频服务器解决方案。

　　这个解决方案采用嵌入式Linux操作系统，即时性好，稳定性高，并且提供全部Source Code，让工程师具有更弹性的设计。

　　IME 6400的特性包括了，标准MPEG4格式，CIF分辨率（352*288）、嵌入式Linux即时操作系统支持，稳定性高，即时性好，无授权费用、最大4通道CIF格式（352*288）120fps处理能力、支持CBR/VBR、采用32位MCU，处理能力强、支持NTSC/PAL视频信号源、RS232/RS485、支持NTC（Network Time Protocol）和RTC（Real Time Clock）等。

　　IME6400方案的最大特点是单芯片支持四路音视频同步压缩。视频压缩格式为标准MPEG4，分辨率为CIF（352*288），音频压缩格式为ADPCM。市面上的其他的单芯片压缩四路图像的方案要大多只能同时压缩一路音频，或者压缩记录不能保存为四个独立的文件，而6400能同时压缩四路音视频。因此IME6400方案具有低价高效的优点。IME6400成本在25美元左右。

ConexantH.264解码器芯片，可应用于卫星电视和IP视频转换盒

　　Conexant推出H.264解码器样片CX2418X，该芯片能够对采用H.264视频编解码器的先进视频编码技术进行解码。针对高分辨率视频传输和储存应用的视频压缩技术，则可应用于卫星电视和IP视频转换盒，及高分辨率DVD录像机等。

　　Conexant在6月份收购Amphion Semiconductor，并采用Amphion的高分辨率H.264硬件视频解码器核心的基础上推出了一系列的H.264芯片。Conexant推出的首批两款芯片包括高分辨率和标准分辨率版本，完全符合H.264-only解码器规格。两款芯片都采用0.13微米制程生产。Conexant的H.264-only解码器是单机芯片，并未整合于Conexant采用MPEG-2的SoC上面。

Sigma最新H.264解码芯片，支持双高端光盘技术

　　Sigma Designs开发出了支持H.264/MPEG-4 AVC、VC-1、MPEG-4和MPEG-2多种规格解码的媒体处理器‘SMP8630’。SMP8630系列芯片组是第一款支持高画质解码功能的MIPS-Based全格式安全媒体处理器，能处理所有频号规格。

　　此系列方案锁定IPTV、高画质DVD，及其他消费性电子产品，支持1080i解码。SMP8630可在1280*720 pixelworks分辨率与30 frame/rate侦速率；及1920*1080 pixelworks分辨率与60 frame/rate侦速率进行影像解码。Sigma认为SMP8630的一大主要用途就是针对‘蓝光’和‘HD DVD’等新一代光盘技术。

Broadcom编解码芯片与Blue-Ray、HD DVD相容

　　为了提前卡位，Broadcom推出的高分辨率影音解码器芯片，型号为BCM7411D。除支持H.264标准（或称MPEG-4 Part 10／先进视频编码AVC），还有根据MS Windows Media Video 9提出的SMPTE标准—VC-1（SMPT 421M），两者都是专为蓝光和HD DVD格式制定的压缩标准。

　　另外，该产品也支持高分辨率MPEG-2解码，并完全向下整合目前的DVD影片和部分以MPEG-2格式撰写的HD DVD片。

　　BCM7411D的技术源自于Broadcom前一代高分辨率影音解码器芯片，该芯片目前广泛应用于有线、卫星与网络电视机顶盒、媒体中心与闸道；而此一第四代芯片不仅针对高画质影碟机市场设计，并同时支持VC-1影片压缩标准。

　　笔者认为：关于IPTV的标准讨论中，被讨论较多的分别是H.264、MPEG4和AVS。目前来看，MPEG4标准可能实施起来成本相对低一些，但以后要升级到H.264需要比较大的代价。至于AVS标准，国内还没有太多的研究。国内电信在IPTV的标准选择上更趋向于H.264，因为H.264代表了现今行业融合的趋势，满足了包括广电、电信和IP网络以及移动网络等多方面的需求，是一个可以承载跨媒体、跨网络的平台。