H.264改善帶寬效率

　　H.264是最近開發(fā)的MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的一部分。H.264有四個應(yīng)用廣泛的類。表1說明了這些應(yīng)用的類：用于移動設(shè)備和視頻會議的Baseline Profile(基準(zhǔn)類)；用于廣播電視和DVD的Main Profile(主類)；用于傳送和存儲的Extended Profile(擴展類)；用于內(nèi)容創(chuàng)建的High Profile(高清類)。用于數(shù)字影院分辨率的四分之一通用中間格式(QCIF)有11個級別。大型行業(yè)組織DVB(數(shù)字視頻廣播計劃)已經(jīng)強制規(guī)定使用在兼容DVB的HDTV接收機中使用High Profile格式。藍(lán)光合HD DVD標(biāo)準(zhǔn)也要求使用High Profile解碼技術(shù)。

　　H.264最終預(yù)計將比MPEG-2的效率高大約50%。在那個時候到來之前，這個效率也許低于50%。例如，能夠以MPEG-2格式壓縮到每秒2MB的視頻流使用H.264只能壓縮到每秒1~1.5MB。隨著編碼技術(shù)在未來幾年的進步，H.264視頻流最終將僅僅需要每秒1MB的帶寬。

　　在傳輸數(shù)率較低的時候，H.264壓縮的視頻可以發(fā)現(xiàn)的方塊效應(yīng)要比MPEG-2的方塊效應(yīng)少。與MPEG-2更大的固定方塊(16 x 16像素)相比，可變化的方塊尺寸(最小為4 x 4像素)更有助于減少可見的方塊效應(yīng)。H.264還有對壓縮周期移動有幫助的多參考幀，以便提供替代的相機角度，用于平移運動和閉合。必須要進行編碼的只有實際方塊和預(yù)計方塊之間的差別，這樣，需要編碼的字節(jié)就比較少。H.264還使用內(nèi)部評估功能，通過查看臨近方塊中相鄰的像素來預(yù)測一個方塊。再說一次，只有實際塊與預(yù)測塊之間的差別才需要進行編碼。在擁有空間冗余的平面背景中，內(nèi)部評估是有用的。

　　H.264有若干個市場。包括地面、有線電視和衛(wèi)星和電信公司在內(nèi)的廣播服務(wù)提供商都在使用H.264節(jié)省帶寬。DVD論壇和藍(lán)光光盤協(xié)會已經(jīng)選擇H.264作為事先錄制好的高清晰度分辨率媒介的一種高效率的壓縮方案。個人視頻錄像機和DVD錄像機可以使用H.264在一個光盤上壓縮更多的視頻。要更有效地利用帶寬，媒體網(wǎng)關(guān)在把這些視頻在家中進行無線傳輸之前可能會把MPEG-2視頻流轉(zhuǎn)換為H.264格式。最后，H.264用于向移動設(shè)備傳送視頻內(nèi)容。

　　H.264編碼器的主要供應(yīng)商是Ambarella和Magnum(在收購LSI Logic交易完成之后)。NTT電子今年正在進入H.264編碼器市場。Thomson正在為自己的專業(yè)編碼產(chǎn)品開發(fā)IC。

用于消費應(yīng)用的H.264編碼器

　　因為專業(yè)和廣播級市場規(guī)模很小，許多H.264編碼器IC供應(yīng)商也在追逐消費市場。例如，Ambarella把重點放在了高清晰度攝錄機方面。其它企業(yè)正在尋求機頂盒的編碼和代碼轉(zhuǎn)換的商機。

　　代碼轉(zhuǎn)換和編碼器主要用于設(shè)備、高級機頂盒和數(shù)字電視機的遠(yuǎn)程傳輸和數(shù)字媒體適配器功能。個人視頻錄像機和藍(lán)光光盤錄像機等具有記錄功能的消費電子產(chǎn)品也許使用代碼轉(zhuǎn)換在家庭內(nèi)部無線傳輸內(nèi)容或者把這個內(nèi)容傳送到便攜式設(shè)備。如果用作家庭媒體服務(wù)器，PC也有這種能力。然而，PC市場中的機會也許是短暫的。隨著多核處理器提高處理能力，PC中對單獨編碼器IC的需求將減少。

　　視頻捕捉設(shè)備中的編碼IC的需求正在增長。索尼和松下已經(jīng)共同為高清數(shù)字視頻攝像機建立了AVCHD(高級視頻編解碼器高清)格式。這個格式使用H.264作為編解碼格式，支持在8cm DVD光盤上記錄1080i和720p視頻。索尼和松下已經(jīng)推出了AVCHD攝錄機。松下認(rèn)為，2007年日本銷售的攝錄機有50%是高清晰度的攝錄機。

　　標(biāo)準(zhǔn)清晰度的H.264編碼器IC在視頻監(jiān)視、視頻電話和網(wǎng)絡(luò)攝像機等應(yīng)用方面仍有一席之地。這些IC的價格較低，每個協(xié)處理器大約10美元。包括一個處理器的系統(tǒng)芯片價格高一些，如高清晰度H.264編碼器IC，銷售價格約30美元。由于In-Stat的預(yù)測包括所有類型的編碼器和編解碼器，隨著更多的高清晰度編碼器芯片出貨量的增長，這些芯片的平均銷售價格在2007年會上漲，而在2008年將下降。這種趨勢在2011年之前將繼續(xù)下去。

用于移動應(yīng)用的MPEG-4格式

　　MPEG-2第二部分的原來的目的是允許窄帶視頻應(yīng)用。因此，這個格式能夠讓176 x 144像素的低分辨率以每秒48~64KB的速度傳輸。MPEG-4能夠根據(jù)接收設(shè)備的處理能力和帶寬升級自己的性能。

　　MPEG-4不是把圖像分為許多方塊進行編碼，而是根據(jù)不同的規(guī)則處理一個圖像的每一個組件，如背景和/或者一個物體在背景上的移動。因為MPEG-4能夠單獨地操作物體，一個用戶可以點擊一個移動視頻圖像中的某些東西以接收有關(guān)的信息。

　　MPEG-4第二部分有許多標(biāo)準(zhǔn)和級別，因此它支持廣泛的應(yīng)用。簡單類和高級簡單類目前是應(yīng)用最廣泛的。H.264在未來幾年將超過MPEG-4第二部分標(biāo)準(zhǔn)，這在電視傳輸中已經(jīng)發(fā)生了。但是，許多移動網(wǎng)絡(luò)仍在使用MPEG-4簡單類用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)視頻傳送。

　　許多以簡單類為基礎(chǔ)的用于移動應(yīng)用的MPEG-4 IC目前增加了H.264基準(zhǔn)類。具有視頻捕捉和重放功能的手機的增長推動了許多公司為這個市場開發(fā)IC。許多中國的MPEG IC公司在2006年都推出了自己的第一種產(chǎn)品。

　　在移動設(shè)備中編碼或者解碼MPEG-4格式數(shù)據(jù)的IC有很大的區(qū)別。有些是只是配置圖形和媒體功能的媒體處理器，有些是配置能夠處理額外工作量CPU的應(yīng)用處理器。視頻功能甚至將集成到用于手機的基帶處理器。然而，它們通常用于解碼分辨率較低的視頻。

　　手機市場規(guī)模很大，以至于超過了任何使用移動MPEG-4解碼技術(shù)的市場，In-Stat預(yù)測的其它市場包括便攜式媒體播放機和數(shù)碼靜態(tài)相機市場。每一年都有越來越多的設(shè)備支持MPEG視頻重放和視頻捕捉。In-Stat預(yù)測稱，到2011年移動MPEG-4 IC市場的出貨量將達(dá)到10億個，平均銷售價格將下降。但是，隨著多媒體功能集成到更高價格的應(yīng)用處理器和基帶處理器，平均銷售價格的下降速度應(yīng)該不會太快。(本文選自In-Stat微處理器報告。)