視頻轉(zhuǎn)換處理無疑是STB最主要的功能,因此編碼/解碼器(CODEC)猶如STB的心臟。目前電視廣播業(yè)界仍以MPEG-2為基本視頻壓縮規(guī)格,但已積極轉(zhuǎn)向MPEG-4、H.264/AVC(即MPEG-4 Part 10)及VC-1等新一代編解碼規(guī)格。采用新的規(guī)格對業(yè)者來說具有許多好處,最明顯的例子在于能通過有限的頻寬傳送更多的節(jié)目頻道,或提供高畫質(zhì)的電視節(jié)目。
以MPEG-2和H.264來比較,在傳輸HDTV內(nèi)容時(shí),前者需要20Mbps頻寬,后者只需8Mbps頻寬就能提供相同的畫質(zhì),兩者差了2.5至3倍。除了頻寬的考慮外,采用新的視頻壓縮規(guī)格也能帶來其他的優(yōu)勢,例如在具備節(jié)目錄制PVR/DVR功能的STB中,更大的壓縮比意味著能儲存更多的容量;此外,新的規(guī)格也提供了物件導(dǎo)向的互動(dòng)功能,以及子母分割畫面等加值功能。
目前市場上并未明確的往特定的新一代規(guī)格靠攏,處在這個(gè)過渡期中,STB只得同時(shí)支持多種規(guī)格。MPEG-4雖然問世比較久,也有不少廠商大力支持,但它先天上存在著一些難以克服的瓶頸,讓它在推展上顯著的舉步維艱。
MPEG-4最大的問題在于規(guī)格過于龐雜,視頻只是MPEG-4定義中的一個(gè)部分(lS014496-2 MPEG-4 Part 2)。這種龐雜性就產(chǎn)生各部分相容性的制定問題:有些內(nèi)容不夠清楚,或不夠開放;有些做了折衷處理,反而造成互操作性的難題。舉例來說,由于MPEG-4允許業(yè)者自訂輸出規(guī)格,因此造成各種規(guī)格并存的現(xiàn)象,例如較知名的Divx規(guī)格及微軟的wmv規(guī)格,但過多規(guī)格也讓服務(wù)業(yè)者望而卻步。另一個(gè)令人詬病的原因,則在于要取得MPEG-4的商用許可證,得負(fù)擔(dān)高昂的使用費(fèi)用。
相比較之下,H.264雖然也是一個(gè)復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn),但它只針對視頻做制定,也已獲得MPEG/lS0和ITU兩大國際標(biāo)準(zhǔn)組織的支持,加上它是當(dāng)前能提供最佳視頻壓縮性能的規(guī)格,也不存在使用費(fèi)的問題,所以自2003年標(biāo)準(zhǔn)推出后,即對HDTV、HD-DVD、手機(jī)及視頻串流等業(yè)者產(chǎn)生莫大的吸引力。不僅如此,H.264在制定時(shí)即考慮了與MPEG-2既有系統(tǒng)的通用性問題,因此,在今日的基礎(chǔ)建設(shè)中就能將H.264嵌入MPEG-2傳送流(TS)中發(fā)送出去。H.264的應(yīng)用情況與取樣速率請參考下表。
應(yīng)用情況 |
分辨率與影格速率 |
取樣速率 |
移動(dòng)內(nèi)容 |
176*144, 10-24 fps |
50-60 Kbps |
Internet∕標(biāo)準(zhǔn)分辨率 |
640*480, 24 fps |
1-2 Mbps |
高分辨率 |
1280*720, 24p |
5-6 Mbps |
最大分辨率 |
1920*1080, 24p |
7-8 Mbps |
不過,在提升壓縮性能的同時(shí),H.264也存在編碼計(jì)算復(fù)雜度大增的問題,因此需要消耗更大的運(yùn)算資源。在此情況下,STB必須采用更高性能的處理器,或以專屬的CODEC加速器硬件來完成任務(wù)。此外,高品質(zhì)、低復(fù)雜性演算法對于H.264的編解碼也有很大的幫助,以ST來說,就已提出運(yùn)動(dòng)估算與速率控制演算法,以及用于H.264解碼的錯(cuò)誤檢測與隱藏演算法,能讓解碼器承擔(dān)并隱藏?cái)?shù)據(jù)封包損失,在無線封包網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)的最佳性能。