壓縮技術可說是提升多媒體手機發展的重要關鍵，目前就影音壓縮技術上，主要是以MPEG-4與H.264為兩大勢力...
壓縮技術可說是提升多媒體手機發展的重要關鍵，目前就影音壓縮技術上，主要是以MPEG-4與H.264為兩大勢力。
為能進一步探究MPEG-4與H.264於手機應用的發展趨勢，本文將先就規格、技術等層面，分析兩種技術的優劣勢、及所衍生出的產品定位；進而進入應用領域，分析相關晶片的功能特色與產品整合趨勢。
新一代的壓縮技術MPEG-4/H.264隨著規格技術、授權金機制趨於底定，於2004年正式進入商品化階段，因應消費者對於智慧型手機播放多媒體動畫的需求，使MPEG-4逐步取代既有的Motion JPEG影像壓縮技術；而H.264在2003年完成規格制定、授權機制後，也不斷吸引軟硬體廠商提早投入晶片產品開發，並將其視為下階段手機TV(整合 TV Tuner、接收數位廣播的多媒體手機)所必備的壓縮技術之一。
MPEG-4與H.264規格分別針對不同的商品應用訂出許多Visual Profile，且對應出不同的功能特性(解析度/壓縮率/最大位元率)，如圖1所示，針對行動裝置應用MPEG-4制定了Simple Profile，H.264則制定出Base Line Profile，目前Simple Profile分別針對廣播業者與系統製造商收取不同額度的權利金，Base Line Profile則已確定免收權利金，主因在於H.264相較MPEG-4屬於一種新的規格，商品化程度較晚，故希望透過權利金免費的策略，吸引廣播、系統、晶片業者支持，快速擴大市場接收度，以達到後發先至之效果。而就解析度來看，目前Simple Profile最大解析度為CIF(352x288 Pixel)，而Base Line Profile則達到D1格式解析度(720x288 Pixel)，呈現相對較佳的視訊解析效果。就最大位元率而言，Simple Profile主要強調於中低解析度下(QCIF/CIF)進行窄頻傳輸(64~384Kbps)，因此目前2.5G/3G手機環境發展最為成熟的日本，採用MPEG-4 Simple Profile，在CIF/QCIF、15/30 frame/Second偵測速率下，傳輸內容幾乎已成普遍性主流，並逐步進入DSC/Camcorder等行動娛樂設備及監視器等新市場。相較之下， Base Line Profile具備相對Simple Profile較佳的3Mbps最大位元傳輸率，因此未來也看好搶食部份行動娛樂應用市場。
除了規格/解析度因素外，H.264優於MPEG-4 1.5倍的壓縮率所衍生出的較佳視訊品質，也是H.264能快速進入商品化的關鍵之一。至於H.264應用，鑑於其在授權金、解析度、壓縮率等種種相對優勢，未來可能在多媒體手機及IP電話等，透過網路傳輸多媒體內容的行動裝置有所表現。
就技術層面來看，MPEG-4/ H.264可說優劣互見，在框間預測與編碼效率方面(表1)，通常將每個視訊圖框分成幾個畫素巨集區塊後，會透過變換、量化等方式對一些原始畫素巨集區塊進行編碼，之後再對連續圖框間出現的變化進行編碼，並充分利用連續圖框間存在的時間冗餘度(Redundancy)，而整個過程皆是透過「動作估計」和「動作補償」的角度來實現。
一般而言，H.264共有(16x16)、(16x8)、(8x16)、(8x8)、(8x4)、(4x8)、(4x4)等7種動作補償巨集區塊，而MPEG-4僅有(16x16)一種，由於 H.264可達(4x4)的最小巨集區塊尺寸，通常巨集區塊愈小愈能改善預測結果、提高移動細節處理能力，進而達到更細緻的視覺品質；而在參考圖像部份， H.264最多可參考5張圖像，相較MPEG-4僅參考前後各一張，對於週期性動作的處理也具備了較佳的效果。另值得一提的是H.264可在位元率節省 50%的前提下，達到相當於MPEG-4的視訊品質。整體而言H.264具備較佳的編碼效率及頻寬節省能力，可達較佳視訊品質。
其次在網路傳輸能力部份，由於H.264擁有較佳的對抗網路封包丟失能力，並透過分離視訊編碼/網路適配層而能達到較佳的網路友好性，因此凡是需要透過網路傳輸多媒體內容的終端設備，大抵都會以H.264為首選。
從另一方面來看，H.264為提升壓縮率，也使動作補償/處理，佔據了記憶體與編碼運算較大的負擔，相較之下MPEG-4對記憶體和編碼運算量的需求則相對較輕，此外MPEG-4也具備了可定標性(Scalaibility，指在壓縮一次影像的過程中，可同時產生滿足許多目標的位元流)功能，純就此項功能而言，MPEG-4較H.264具備了相對優勢。
根據市場統計，MPEG-4 IC於行動通訊應用領域之出貨量已於2003年衝破300萬套，預計2004年將呈現倍數成長；至於產品單價(ASP)部份，2003年約為12美元，展望未來5年其平均單價可望維持平均每年9%的跌幅，預計由2004年的10.8美元降至2008年的7.5美元，預期2008年將為市場帶來1.35億套出貨量與10億美元的營收水準。至於H.264預計今年會量產出貨，未來5年也會以倍數成長。但就應用領域而言，估計2008年手機相關應用之H.264 IC出貨約有1800萬套水準，相較MPEG-4的1億套水準仍有近8倍的差距。
深究MPEG-4/H.264 IC於行動應用的成長動能，除了既有的2.5G/3G手機之外，主要驅動力應在於規格制定積極運作中的TV手機標準(歐規：DVB-H、日規：I-SDB -T)，由於手機TV更強調影像/動畫處理效能，因此也促使更多晶片商跳脫既有Simple Profile，而投入符合Advanced Simple Profile(如圖1)規範的晶片開發。
除了既有晶片廠商外，包括許多原DSP領域的廠商也預見此一趨勢，而基於原處理器領域的專長，開發出具多媒體處理效能的應用處理器，此整合型多媒體處理器逐漸成為IC廠商規劃的產品藍圖新項目，相繼推出包羅萬象的解決方案。
表2整理出近來投入MPEG-4/H.264的晶片供應商與產品解決方案，由表中可發現，原純走硬體MPEG-4 IC的廠商已逐步轉入應用處理器領域(如富士通、瑞薩)，其次為原PC微處理器/繪圖處理器領域的大廠如ATI、NVIDIA、Intel也開始覬覦多媒體手機這塊大餅，並透過技術擴張、購併聯盟切入；再者則是原IC設計大廠Broadcom與LSI Logic，原本分佔網路通訊與數位媒體儲存龍頭地位，同樣透過購併切入更新的H.264 IC；此外原DSP龍頭TI、Agere則著眼於進一步強化其處理器平台功能之完整性；最後一類則是來自芬蘭、法、英、韓、美西等國具備相關關鍵技術的中小型設計廠商，藉由技術的特殊優勢佔據市場一席之地。由此也足以說明全球各晶片業者對於MPEG-4/H.264之於手機應用所寄予的厚望。
綜上所述，可發現MPEG-4/H.264 IC於行動多媒體應用的出貨量在2008年可望達到1.5億套水準，規模幾乎可與當前的PC市場匹敵。其次隨著行動數位廣播標準的陸續建立，也將促使TV 手機成為下一波驅動MPEG-4/H.264 IC應用大躍進的關鍵產品。最後則可預期晶片商間的競逐將日趨激烈，透過購併聯盟以快速形成競爭籌碼的策略手法也日益明顯。面對此一趨勢，國內廠商應留意標準演進狀況，選擇適合的切入點，以取得競爭優勢，與全球各晶片廠商一較長短。