標簽：移動高清 視頻播放
試著設想一款具有高清晰(HD)視頻品質(zhì)的手機，它能用來觀看電視節(jié)目、視頻短片或電影，記錄生活中各種瞬間鏡頭，甚至是3D游戲，這是多么令人向往的場景。而無線市場中正在發(fā)生的戲劇性變化，將使得設計師很可能在移動設備上實現(xiàn)令人稱奇的高清晰品質(zhì)視頻。
今天的高分辨率移動顯示器品質(zhì)有了巨大改良，移動內(nèi)容存儲的成本正快速下降、3G移動網(wǎng)絡支持寬頻下載速度、低功率媒體處理性能也獲得顯著提升，所有這些技術，都正推動著下一代復雜型手機和便攜式媒體產(chǎn)品功能將品質(zhì)上的躍進。移動視頻市場要想跨越早期試用階段，設備制造商必須突破目前技術的極限，實現(xiàn)高清晰移動多媒體產(chǎn)品。
未來的手機將能記錄和播放高清晰視頻，目前的粗粒度、低分辨率照相手機將成為歷史。而當前數(shù)字相機上的先進性能：自動曝光補償、光學校正、影像穩(wěn)定、紅眼消除和人臉檢測等，都將被應用到手機上，以實現(xiàn)高品質(zhì)靜止照片捕捉。3D游戲性能也將與手持視頻播放器相當。最終，移動設備將能播放幾乎任何格式的高清晰視頻，并透過HDMI接口輸出到高清晰電視上。
高清晰消費性應用是未來移動多媒體的關鍵組成部份。然而，伴隨這個顯著改變無線多媒體前景而來的，是必須設計出能滿足嚴格性能和功率要求，以便實現(xiàn)移動高清晰裝置艱巨挑戰(zhàn)。為應對這個挑戰(zhàn)，必須采用低功率多媒體處理技術。設計工程師必須采用新的標準，充分考慮高清晰的可能性和挑戰(zhàn)及相關處理架構(gòu)。
移動高清晰視頻播放
隨著蜂巢式網(wǎng)絡頻寬的提高和WiFi的普及，越來越多的消費者會把視頻下載到他們的手機和移動媒體播放器上。網(wǎng)際網(wǎng)絡是今天最主要的視頻來源。在2008年1月，僅美國就有超過98億個視頻為線上收看，其中三分之一來自YouTube網(wǎng)站。其它來源包括視頻共享站點、音訊視頻站點以及提供線上影集的電視網(wǎng)絡。
對于想在手機上觀看這些視頻的用戶來說，移動多媒體處理器必須識別和支持許多視頻編碼標準。表1列出了目前使用的各種視頻編譯碼器。內(nèi)容兼容性是支持‘任何地方瀏覽任何內(nèi)容’這個理想目標的關鍵。為了推廣移動視頻的普及度，用戶不必知道其設備支持何種格式或分辨率。用戶也許無法在手機上以full HD觀看高清晰編碼視頻，但他們希望能用手機播放，并送到電視上觀看高清晰內(nèi)容。
如表1所示，許多應用都有向H.264視頻標準轉(zhuǎn)變的趨勢，因為H.264具有很高的編譯碼效率。H.264針對從低分辨率視頻會議到HDTV等各種類型應用都具有不同類別。為了最大化兼容性，移動設備應支持H.264基線類別，以及運算能力更強的主要類別和高端類別，后者使用更高效率的CABAC(內(nèi)容自適應二進制運算編碼)無損壓縮技術。H.264高端類別在指定位率下可以提供更高的品質(zhì)，是高清晰藍光光盤首選的視頻編譯碼標準。
雖然H.264已經(jīng)成為當前視頻編譯碼標準主流，但隨著技術不斷發(fā)展，成功的移動多媒體架構(gòu)還需要支持未來的媒體標準。透過采用一定程度的軟件可編程特性，成功的移動多媒體架構(gòu)將支持新特性和新應用的快速整合，并支持未來不斷演變的新款音視頻編譯碼器。
手機或移動媒體設備的電池壽命是設計視頻播放功能的重要考慮因素。要從很小的文件中譯碼出高品質(zhì)的圖片，通常需要很強的處理能力。移動設備想支持幾個小時的視頻播放，同時保留足夠的電池使用時間，移動多媒體處理器的視頻譯碼功率必須小于200mW，其中包括繪圖內(nèi)存在內(nèi)。具備高功效并譯碼720p高清晰視頻僅需160mW的裝置，在使用典型900mAH手機電池時可播放6小時視頻。
考慮到移動視頻播放的各種使用情況，用戶很可能希望同時在手機和電視機上觀看視頻。為了實現(xiàn)這個目標，多媒體處理器必須包含強大的縮放引擎，這種引擎能夠在尺寸完全不同的顯示器上同時縮放和顯示影像。為支持在模擬電視和HDTV上同時進行視頻播放，處理器應采用芯片上模擬電路來支持復合、S視頻或HDMI接口。
表1：主流的視頻播放器和相關編譯碼器。
移動高清晰相機
除了譯碼高清晰視頻以便用戶能在手機上播放這些視頻外，未來的無線技術將能幫助用戶在移動設備上錄制高品質(zhì)高清晰視頻。雖然目前有些手機已經(jīng)支持視頻錄制，但均采用低分辨率的QVGA格式，只能產(chǎn)生粗粒度、低品質(zhì)視頻。雖然在手機上播放高清晰視頻是移動媒體領域中的重大進展，但使用移動設備記錄品質(zhì)遠超過QVGA的高清晰視頻，則代表著此一產(chǎn)業(yè)的更大進步。
在考慮用移動設備記錄高品質(zhì)視頻的要求時，非常令人驚訝的是，圖像傳感器不是主要因素。相反，高效的視頻編碼和影像訊號處理(ISP)是最重要的因素。在移動設備上編碼視頻所需的處理功率要比譯碼相同視頻大得多。
100萬畫素圖像傳感器很容易擷取高清晰720p影像(1,280x720畫素)產(chǎn)生的921,600個畫素，因此主要挑戰(zhàn)不在于傳感器。困難來自于這個事實：這些100萬畫素的訊框必須以每秒30個的速度記錄，相當于每秒264Mb/s的原始資料串流。另外，為包含產(chǎn)生高品質(zhì)高清晰視頻所需的影像校正、防震、自動對焦、去噪聲和曝光控制等先進功能，ISP管線必須快速實時處理這些資料。采用正確的視頻編碼和ISP架構(gòu)，使用H.264高端類壓縮，720p視頻可以從每秒龐大的264Mb/s壓縮到每秒可管理的2到5Mb/s，相當于記錄一小時的視頻內(nèi)容只需2GB。
隨著閃存容量的迅速提高以及價格迅速下降，未來移動多媒體設備可望包含4到16GB內(nèi)存，甚至更多。從內(nèi)存角度看支持長時間高清晰視頻記錄沒有什么問題，只要高清晰編碼具有足夠高的功效。
僅僅實現(xiàn)龐大的移動視頻資料的管理和壓縮是不夠的，還必須以足夠低的功率來完成，以便使手機電池有足夠的使用時間。采用H.264高端類別的視頻編碼具有針對功率最佳化的多媒體架構(gòu)，可勝任這項工作。高品質(zhì)高清晰記錄(包括繪圖內(nèi)存在內(nèi))的處理功率小于450mW時，在使用標準配備電池的手機上記錄音視頻的時間可長達數(shù)小時。在滿足這種處理器功率規(guī)格的條件下，用戶可在手機上記錄長達3小時的高清晰視頻。手機提供高清晰品質(zhì)的攝影功能將大幅提升用戶產(chǎn)生的內(nèi)容等級，有助于推進移動多媒體應用的廣泛采納，進一步擴大基于web的視頻共享應用范圍。
高清晰時代來臨
現(xiàn)在正是有創(chuàng)新能力的設計工程師開發(fā)未來移動設備的良好時機。設計足夠的處理功能協(xié)助手機與其它多媒體設備播放和記錄高清晰視頻，正面臨著商機與挑戰(zhàn)共存的局面。
Broadcom最近推出了一款多媒體處理器BCM2727，可讓消費者在手機上記錄與播放高清晰視頻、擷取高品質(zhì)照片，同時還能執(zhí)行3D游戲。BCM2727 VideoCore III多媒體處理器以在低功耗條件下用H.264高端類壓縮技術提供720p高清晰編碼和譯碼功能，實現(xiàn)移動高清晰應用。
一些手機和便攜式媒體播放器公司正在設計下一代高清晰移動設備。未來幾年內(nèi)，全球手機用戶將能在手機上觀看和記錄高品質(zhì)高清晰視頻、擷取高品質(zhì)照片，同時執(zhí)行3D游戲。
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