視頻轉換處理無疑是STB最主要的功能,因此編碼/解碼器(CODEC)猶如STB的心臟。目前電視廣播業界仍以MPEG-2為基本視頻壓縮規格,但已積極轉向MPEG-4、H.264/AVC(即MPEG-4 Part 10)及VC-1等新一代編解碼規格。采用新的規格對業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目頻道,或提供高畫質的電視節目。
以MPEG-2和H.264來比較,在傳輸HDTV內容時,前者需要20Mbps頻寬,后者只需8Mbps頻寬就能提供相同的畫質,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格也能帶來其他的優勢,例如在具備節目錄制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,新的規格也提供了物件導向的互動功能,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格靠攏,處在這個過渡期中,STB只得同時支持多種規格。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最大的問題在于規格過于龐雜,視頻只是MPEG-4定義中的一個部分(lS014496-2 MPEG-4 Part 2)。這種龐雜性就產生各部分相容性的制定問題:有些內容不夠清楚,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允許業者自訂輸出規格,因此造成各種規格并存的現象,例如較知名的Divx規格及微軟的wmv規格,但過多規格也讓服務業者望而卻步。另一個令人詬病的原因,則在于要取得MPEG-4的商用許可證,得負擔高昂的使用費用。
相比較之下,H.264雖然也是一個復雜的標準,但它只針對視頻做制定,也已獲得MPEG/lS0和ITU兩大國際標準組織的支持,加上它是當前能提供最佳視頻壓縮性能的規格,也不存在使用費的問題,所以自2003年標準推出后,即對HDTV、HD-DVD、手機及視頻串流等業者產生莫大的吸引力。不僅如此,H.264在制定時即考慮了與MPEG-2既有系統的通用性問題,因此,在今日的基礎建設中就能將H.264嵌入MPEG-2傳送流(TS)中發送出去。H.264的應用情況與取樣速率請參考下表。
應用情況 |
分辨率與影格速率 |
取樣速率 |
移動內容 |
176*144, 10-24 fps |
50-60 Kbps |
Internet∕標準分辨率 |
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,H.264也存在編碼計算復雜度大增的問題,因此需要消耗更大的運算資源。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。此外,高品質、低復雜性演算法對于H.264的編解碼也有很大的幫助,以ST來說,就已提出運動估算與速率控制演算法,以及用于H.264解碼的錯誤檢測與隱藏演算法,能讓解碼器承擔并隱藏數據封包損失,在無線封包網絡上實現IP網絡的最佳性能。