從PC的普及，到影音內容數位化及寬頻網路的實現，今日的家庭中充斥著各種各樣的傳播管道、媒體格式以及收播、錄製裝置。在傳播管道上，除了既有的有線及衛星電視外，透過網路傳輸的IPTV服務也開始興起了；在媒體內容上更是多樣，除了數位、類比電視外，還有數位相機拍的照片、DV拍的影片、網路下載的MP3、iTune音樂、電影，以及DVD、CD等等，甚至還有線上或機台的3D遊戲。

這些涵蓋音訊（audio）、視訊（video）、影像（image）和圖像（graphic）的多媒體內容，在過去分屬於電視、CD/DVD播放器、收音機、音響、遊戲機等客聽中的機盒式家電，以及臥客中的PC週邊，或隨身的照相機、錄影機、MP3播放器和PDA等。然而，在數位網路化的新環境中，家庭用戶開始期待這些裝置都可以並存在相同的家庭網路平臺上，而各種內容之間也都能夠互通傳遞，並匯聚到客廳的家庭媒體中心（Home Media Center）來播放。

這種匯流的變遷趨勢，也意味著龐大的商機開始浮現。有實力角逐這個市場的重量級玩家，主要是既有的影音家電業者，以及來自PC陣營、消費性電子設備商（如遊戲機、PVR）及網路設備商（如閘道器、NAS儲存器）的挑戰。大家除了致力於相容來自其他陣營的媒體格式及介面，以及在功能性與操作性上互別苗頭外，也各自有一套媒體中心的建置架構及發展策略。由於PC業者的挑戰實力最堅強，本文將著重對家電陣營的盒式（Box-centric）方案與PC-based方案進行比較。

多元的媒體格式與介面

今日家庭媒體中心需克服的一大問題，就是如何整合各種各樣的多媒體內容格式，分析如下：

視訊（動態影像）上的主要編解碼格式包括MPEG-2、MPEG-4、H.264/AVC、VC-1及中國的AVS等，還有VCD、DVD、DivX等媒體格式。MPEG-2在電視節目的製播上仍有穩定的市場需求，但隨著市場應用上對高畫質及頻寬效率的要求日益提升，新一代的編解碼格式也愈來愈受重視，其中又以H.264最被看重，而VC-1則屬於微軟陣營的視訊格式，也有相當的市場份量。在影像的解析度上，又可以分為電視螢幕的標準畫質電視（SDTV, 720x576）和高畫質電視（HDTV, 1920x1080），以及PC螢幕的VGA（640x480）、SVGA（800x600）和UVGA（1024x768）等。

在音訊部分，也有很複雜的規格。幾個重要的音效格式包括AAC/AAC+、AMR-NB/WB、AC3、MP3/MP3Pro、WMA、OGG、MIDI、Dolby等；若要在家中講VoIP電話，則需用到LPC、CELP與ACELP等語音編碼格式。此外，為滿足家庭劇院（Home Theater）的逼真音效，還得支援立體多聲道的環繞效果。

除了音、視訊格式外，在家庭媒體中心中得處理的內容還包括靜態影像（照片）和2D/3D的圖像。在格式上，常見的影像處理格式包括BMP、TIF和JPEG等等，目前以JPEG最流行，而下一代的JPEG2000也開始商業化，它能讓影像的處理獲得更高效率的壓縮及多功能的特性。在遊戲方面，家庭媒體中心必須支援2D、3D、SVG（Scalable Vector Graphics）的各種規格。

複雜的傳輸介面

除了以上琳瑯滿目的各種媒體內容格式外，這些內容的顯示及播放，也得透過極多樣的介面來傳送。在視訊輸出方面，包括既有的D-Sub、S-Video、AV端子、三色色差端子，以及高畫質電視新主流的DVI、HDMI端子等；在聲音的輸出上，包括Mic、Line-out、Line-in，並要支援5.1，甚至是7.1聲道，此外，要接上家庭劇院的數位擴大機，則會需要S/PDIF光纖輸出。

數位內容也可能透過其他的儲存媒介傳送到家庭媒體中心，因此得支援CF Type I/II、SD、MMC、MS、MS PRO、xD等記憶卡格式，以及常見的USB 2.0及IEEE 1394匯流排，此外，高速的e-SATA也是有可能用得到的介面。在通訊的介面上，則包括有線/無線及區域/廣域的Ethernet、xDSL、Cable、Wi-Fi、Bluetooth、UWB等等。請參考(圖一)。

《圖一　家庭媒體中心的連結環境》

PC-based的媒體中心途徑

在看了上述媒體內容及傳輸介面的介紹後，可以理解到家庭媒體中心架構上的複雜度，然而，它的最大挑戰正是如何化繁為簡，讓坐在客廳中的老老少少都能很輕鬆的取得、操作與享受這些內容。最理想的操作模式，自然還是讓用戶能舒舒服服地坐在沙發上，用一只搖控器就能很容易地點選自己想看的節目、照片，想聽的音樂、廣播，想瀏覽的網站，以及想玩的遊戲。

以PC的能耐，本來就可以執行各種的應用功能。除了文件編輯外，PC用戶早已習慣利用電腦來播放處理影音內容，只要再插上一片電視卡，就能收看電視節目了。不過，PC從安裝到各種應用程式及使用介面的操作，都有不少的學習門檻，並非適合家庭媒體中心的運作模式。為此，PC陣營的領導者積極針對客廳的環境推出了更容易上手的解決方案，包括微軟的MCE（Windows XP Media Center Edition）、Intel的Viiv和AMD Live！，都是訴求結合電腦和多媒體娛樂，將DVD 播放機、數位錄放影機（DVR）、CD 播放機、音響以及其他娛樂設備整合為一體，在單一裝置上實現遙控操作功能。

用用看今日的媒體中心（Media Center）PC，可以發現其操作介面已有大幅的簡化改善，也可以用遙控器來執行暫停、倒轉電視或廣播節目、以數位元元方式錄製完整的電視系列或是節目類型、觀賞DVD和視訊檔案、組織整理並播放音樂選集，以及展示數位相片。此外，此類PC甚至還貼心地設計了快速開關的「Away」模式。

不過，即使一台多媒體PC的外型可以非常類似一般的影音家電，但其殼子裏畢竟是PC架構的再包裝，仍難脫PC的一些特性。在操作介面上雖已大幅的簡化，但買了台多媒體PC回去，仍得進行一堆「正確」的設定；在內部的硬體架構上，儘管雙核心的處理器能在高效能的同時緩和高熱源的議題，但散熱與耗電仍是頭痛的問題，伴隨而來的風扇噪音也必須得到完善的處理。

此外，身為PC，「當機」仍是隨時可能發生的原罪；而一台微軟作業系統的PC，還得處處防範「病毒」及「駭客」的攻擊。最後，也是最現實的問題，就是一台多媒體PC的價格動輒四、五萬元，這或許是合理的PC價格，但在家電的市場，這已足夠再添購一台大螢幕的電漿電視了。而與其競爭的一台入門STB，可能不到1000元就可以買得到了。

Box-centric的媒體中心途徑

另一個可行的途徑，還是採家電的設計架構。此作法往往能滿足低價和簡易操作性的需求，但想在今日的媒體中心裏扮演要角，還得先克服連結性與效能處理的問題。看看今日的影音家電環境，存在著數位電視、STB、PVR、家庭劇院、遊戲機、DVD播放器/燒錄器、數位攝影機、照相機，以及可攜式遊戲機、PMP或MP3等。這麼多元的家電設備該如何整合在一起呢？

目前最可行的方式是透過USB、Ethernet、HomePlug、Cable（MoCA/HPNA）或無線方式（Wi-Fi）等介面來與STB串連，利用STB來執行影音的解調（demodulation）和解碼（decode）等工作，再傳送到電視機螢幕播放。在這類架構中，最受注目的是結合網路與電視內容的IPTV服務模式。這是一套整合語音、視訊和數據的Triple Play多重業務模式，在全球市場已開始快速的成長，若從IPTV的服務營收來看，MRG（Multimedia Research Group）預估其營業額會從2004年的6億3500萬美元成長到2008年的720億美元，年成長率高達102％；用戶數則可望從在2004年的190萬戶，成長到2008年的2530萬戶。

IP STB無疑是此架構的核心裝置，在其開發上有兩種策略，一是依個別服務供應商量身訂製其需要的IP STB規格，另一個方向則是採開放性的架構，透過通路來銷售這樣的設備。以前者來說，營運商具有極高的掌控性，能建置較安全及可靠的系統，並透過遠端來管理與升級這些設備，但產量受限、產品成本難以降低，設備商的創意也難以發揮。

通路式的IP STB則能開創水平性的商業模式，將市場規模做大，也能在競爭下有效刺激成本。設備商能依其技術能力及行銷策略推出高、中、低等級的產品系列，讓用戶有多元的選擇。這當然是相當理想的發展模式，雖然目前IPTV多由大的電信業者所主導，形成垂直性為主的商業型態，但由網路端發起的服務模式，也由微軟、Yahoo等大廠開始炒熱。因為此類IP STB也能成為家庭媒體中心的主機，正是發展IP媒體中心（IP Media Center）的另一項選擇。

Media Center PC vs. IP STB/Media Center

以PC來當做家庭媒體中心主機，雖有價格偏高及操作較複雜的弱勢，但對於熱衷新產品的早期採用者（early adopter），尤其是一些PC的玩家來說，他們較能接受數萬元一台的多媒體PC，也願意自行手動安裝與升級。不過，對於一般的用戶來說，他們當然以便宜好用為購買的第一原則，而且會要求產品的穩定性及耐用性。這群人無疑是市場上的多數族群，他們會偏好選擇盒式的解決方案。

IP STB是代表性的一項產品，在專屬性的設計下，能提供更可靠、安靜、省電、更小尺寸，也符合使用者習慣，及滿足營運商或通路模式的解決方案。此外，在作業系統上若採用WinCE或Linux的平台，則能進一步提供接近PC的多樣化功能，讓用戶也能透過網路下載內容或應用程式，為STB進行功能的升級和擴充。

系統規劃挑戰

相較於PC採用通用式的硬體及無所不包的軟體，IP STB必須針對特定的規格定義來妥善規劃其軟、硬體系統。面對龐雜的功能整合需求及愈來愈繁重的處理工作，今日的IP STB得克服極大的設計挑戰，包括編解碼（Codecs）、安全/內容管理、介面、軟體的複雜度、QoS等等。

IP STB有三大任務，一是處理網路資料流，二是處理影音串流，三是進行資料的存取。在三大任務中，影音處理無疑是最繁重的工作，整個工作涵蓋了解碼、DRM授權、影像後處理，再送到螢幕播放。目前從家庭到行動設備的新興視訊應用上，都迫使視訊編解碼的格式轉向新一代的H.264或VC-1視訊格式。

從家庭媒體中心來看，高畫質電視（HDTV）已形成強烈的市場需求，儲存媒介的容量也不斷提升（如HD-DVD、BD），但不論是從地面、衛星、纜線或網際網路來傳輸內容，其可用頻寬都十分有限，若想流暢的傳送高畫質的節目，就得更有效率的運用有限的頻寬及頻譜。

新一代的H.264或VC-1便是極佳的選擇。以H.264來說，它能提供遠高於MPEG-2或MPEG-4的壓縮率，但仍能保持視訊的品質。試驗顯示，在相同視訊品質情況下，與MPEG-4 Advanced Simple Profile壓縮協議相較，H.264可以把位元率降低35％～50％，而與MPEG-2相較可降低40％～65％；與MPEG-4 Simple Profile壓縮協議相較，H.264 Baseline Profile還可以在廣泛的位元率範圍內將峰值訊息噪音比降低50％以上。

不過，由於H.264的演算技術更為複雜，在編解碼上需採用更高階的處理架構。以運算記憶體來說，若要執行HDTV的解碼，MPEG-2只需要用到9MB的記憶體空間，H.264則需要超過15MB的空間；以記憶體頻寬來說，HDTV的H.264解碼器也會需要比MPEG-2大兩倍的頻寬才跑得動。不過，隨著SDRAM在密度及頻率上的提升，這些問題已獲得很大的改善。

在處理效率上，同樣採軟體方式設計的H.264解碼器，會佔用比MPEG-2大六倍以上的運算資源。因此，以純粹軟體方式來設計H.264解碼器並非理想的作法，採用硬體方式雖會增加一些元件成本，但能夠大幅提升處理效能，對系統的整體效益是很明顯的。

不過，即使支援了新一代的編解碼格式，IP STB仍得廣泛支援市場上存在的多重格式，而且針對同一種格式中的不同類型（profile），也要有支援能力。尤其是採通路式市場的IP STB，支援多重格式才能應付各種可能的編解碼需求。此外，由於IP STB是多種媒體匯流的中心（Hub），它也得具備從低階QCIF到高階1080i的多重解析度，甚至具有編碼轉換（transcoding）及速率轉換（transrating）的技術能力。最後，在後製處理（post processing）的階段，還要求以不同解析度來提供子母畫面（Picture in picture；PIP）、頻道瀏覽（Channel browsing）和多重播放（Multi-play）等加值應用功能。請參考(圖二)。

《圖二　STB需在同畫面中提供不同解析度的畫質》

軟體開發

為滿足多樣化的功能，IP STB在軟體開發上的複雜性也不斷在提升，其設計考量的層次必須涵蓋硬體層、驅動程式、作業系統、中介軟體和應用軟體，而整個產業鏈中的參與業者眾多。在這些軟體層次中，作業系統的選擇無疑是個關鍵，它將決定整個開發工作的難易度，以及未來的升級能力。

在嵌入式的系統中，通常會採用即時作業系統（RTOS）或高階作業系統（High level OS；HLOS），後者又以WinCE和Linux為大宗。採用RTOS能讓系統獲得最佳化的設計，但需投入較長的研發時間；相較之下，HLOS則提供了更完善的各種功能套件，讓開發工作能順利許多。

目前Linux以其開放性條件，在嵌入式系統中取得一席之地，但針對如IP STB/Media Center的複雜性設計，Linux設計師必須具有強大的技術能力，才能順利將來自不同來源的連結協定及功能套件整合在一起，並獲得理想的工作表現。相較之下，WinCE已將多數常用的連結性協定整合在其中，例如WMDRM-ND、WMC、P4S、TCP/IP等等，設計者不需再為此傷腦筋，而且提供了方便的建置平台，協助設計者進行開發、除錯或調校系統。當然，微軟方面會負責產品的升級開發，持續推出新的升級版本。請參考(圖三)。

《圖三　WinCE與其他方案的比較》

硬體架構

硬體架構架構上，盒式的IP STB/Media Center設備業者會希望在一個完整性的平台上進行系統規劃。這個平台必須能提供接收衛星、數位地面電視及播放DVD/HD-DVD的媒體介面，以及寬頻的網路介面，並對多重影音格式進行解碼及輸出。要達成這樣的平台，必須掌握一些關鍵性的技術，包括影音編解碼、家庭網路協定、支援多重諧調器（tuner）、提供數位錄影功能，以及安全性的技術（CA/DRM），並能滿足低成本和省電的要求。請參考(圖四)。

《圖四　IP Media Center平台的關鍵技術》

結論

何種解決方案最終將在家庭媒體中心的戰場中勝出，目前仍然言之過早。不過，就短期的戰線來看，家電式的IP STB/Media Center具備了較明顯的優勢，也就是能以客製化的系統架構來提供低價、易操作及性能穩定的使用經驗，若採用WinCE等作業系統，還能提供接近PC的多元功能。當然，PC陣營也非省油的燈，這場戰役才剛剛開打而已。

（作者為ST大中華區消費與顯示部門桌上盒競爭力中心經理）