针对消费电子应用的一种低功耗实现方案

随着全球音视频(AV)领域持续从模拟向着数字转换，支持数字音频和视频处理，包括电视机、DVD播放机、数字静止图像摄像机(DSC)、数字视频刻录机(DVC)的新型消费电子设备的数量也持续快速攀升。近来，每一个便携式个人电子设备似乎都配备了音视频功能，包括移动电话、便携式媒体播放器和PDA。此外，个人电脑、各种联网和宽带技术也通过促进创新、传输和共享内容，在引爆这个转换的过程中正发挥它们的作用。

业内要求制定国际压缩标准的因素很多，以数字格式创新和共享内容就是其中的关键之一。MPEG(移动图像专家组)和JPEG(联合图像专家组)委员会创造了各种原始的标准，使得从模拟AV到数字AV格式的转换成为可能，容许通过网络或便携式存储媒体(即DVD磁盘、SD卡等等)共享和传输多媒体内容。然而，在消费电子领域从内容消费向着内容创新迈进的过程中，随着主要范例的转换，对更高品质内容创新、更大量内容存储和更方便的内容传输/共享出现了越来越高的要求。

在典型的AV产品中，视频内容占用了大多数的处理能力、存储空间和通信信道带宽。MPEG-2视频压缩技术有助于在从模拟向数字视频处理转换的过程。因此，它成为了消费电子领域采用最广泛的压缩标准。H.264因具有较低的传输比特率且对存储的要求较低，目前有望取代MPEG-2。这些改进在对成本敏感的消费产品、特别是便携式消费设备中是至关重要的。

H.264 (也称为MPEG-4/AVC)标准是在2005年底由ITU-T和MPEG组织共同制定完成的。该标准从小尺寸(移动AV)到高分辨率(HD)视频等等宽的应用范围内极大地改进了MPEG-2压缩率。H.264技术的许多应用已经被推出，包括蓝光碟、HD-DVD、AVCHD刻录机(HD-CAM)、iTune视频、1-Seg数字电视(日本的移动数字电视)以及欧洲手持数字电视DVB-H，及其它产品。H.264获得广泛应用的关键因素有两条：

1. 相对于MPEG-2，H.264的压缩比提高了2到3倍，因此，极大地节省时间了视频存储容量和网络带宽。

2. H.264有效地实现了基于互联网的应用，因为其方案据认为能够与网络协议协调一致。网络正在家庭、办公场所和其它任何地方快速扩张。有线和无线网络的服务带宽及质量与日俱增，在这些网络上的视频流在有线电视、卫星、IPTV及其它应用中已经普及。把H.264视频压缩技术和这种无处不在的宽带网络连接性结合起来，正在点燃一个移动数字生活方式的新时代。

表1：消费AV产品市场(日本)

注：上图(单位销售量)由日本电子和信息技术行业协会(JEITA)及照相机和成像产品协会(CIPA)提供；2006年的数字根据从2006年1月到10月的销售统计数字预测；对2007年的预测根据2006年的月度数字预测；在日本，大多移动电话包括数码相机；一定比例的3G移动电话包含视频电话及其服务；一定比例的移动电话配备了1-seg DTV接收机。

上表突出了下列要点：

·便携式消费设备领域(移动电话和数码相机)市场巨大且快速成长

·个人便携式设备的演进显著地改变着我们的生活方式，特别是我们彼此之间交流沟通的方式

除了在表1所示的便携式市场变化之外，家庭中的视频产品也正快速地向着高清晰(HD)品质的产品转换。类似地，视频便携式设备正转向标准清晰度(SD)或从QVGA或更少的分辨率向VGA转换。很显然，在全球的消费AV领域和市场存在一个趋势：许多产品正成为个人移动设备而不是桌面和以家庭为中心的设备。

H.264的先进算法为AV联网提供了更高的压缩、更低的通信信道带宽、更小的存储要求和灵活的方案；然而，那些算法也需要更多的处理能力以实现对视频内容的编码和解码。显然，对任何移动设备的首要要求就是功耗更低，以延长电池的使用时间。在下列部分，我们将概要介绍如何利用Qpixel公司的H.264压缩IC来满足便携式消费设备的视频品质和低功耗要求。

H.264和MPEG-2的概要技术对比

H.264作为ITU-T的长期项目，其开发从1998年就开始了，目标是用H.263和MPEG-4标准一半的比特率来实现相同的视觉品质感受。与过去的视频标准 (MPEG-1/-2/-4, H.261/262/263)不同，H.264的努力方向是改善压缩效率，而不是限制实现方案的复杂度。这就导致了现有的H.264实现方案需要足够数量的计算能力，由此得到的H.264编码器提供了经改善的功能，其中的编码器结构和压缩算法与MPEG-2完全不同。

H.264编码器结构

表2：H.264编码器比MPEG-2编码器优越之处

表3列出了H.264标准所提供的不同规范以及简要的描述和各种目标应用。

表3：H.264标准所提供的不同规范以及简要的描述和各种目标应用