新一代视频编解码技术对未来市场的影响

上网时间: 2004年10月01日? 作者:边晓春? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:video encode? video decode? H.264?

笔者有幸作为嘉宾参与了《国际电子商情》“中国视频编解码技术与标准大家谈”的专题讨论。近一个月来与业界各位同仁讨论了关于技术、标准、产品、市场等诸多议题,获益匪浅。借此机会,请允许我代表业界同仁对《国际电子商情》杂志及网站的朋友们表示衷心的感谢!

新一代视频编解码技术将产生深远影响

新一代视频编解码技术(如国际标准H.26?、Windows Media Video 9、正在审议的中国标准AVS等等)将数字视频信号的压缩效率提高了1倍以上,势必对数字视频内容的制作、传输、接收、存储等环节的相关设备与市场产生革命性的影响。让我们看三个例证。

首先是卫星传输市场。来自DVB网站的文章称,如果使用新的卫星传输标准DVB-S2和H.26?,一台33MHz卫星转发器可以传输高达20-25路标清电视或5-6路高清电视,数倍于现有的DVB-S+MPEG-2方案传输能力。有报道称,美国的主要卫星电视运营商已经决定采用H.26?,为自己的客户开通高清频道,近期的卫星机顶盒国际市场已经反应出此类需求。

其次看地面传输市场。日前日本六大电视台联合与MPEG LA签约,得到了H.26?用于移动电视免费广播的授权。根据日本媒体报道,电视台方面考虑采用H.26?,主要是满意H.26?的压缩性能。

然后看光盘机市场。DVD论坛决定将H.26?、WMV9与MPEG-2一道确定为新一代蓝光DVD机HD DVD的编解码标准,显然是为了存储更多的视频节目。对于高清节目来说,编码码流可从MPEG-2的25Mbps左右降低至10Mbps左右,当然是对同样的画面质量。这就意味着一张光盘存储的节目长度可增加至少1倍。

我们的感觉是,新一代技术在标清市场取代MPEG-2会是一个比较长的过程;但在高清市场则会较快进入,因为后者更加迫切地需要节省传输资源与存储资源。近来,业界普遍看好大屏幕超薄数字电视机的发展前景,甚至有预测说普及?潮会在2006年到来,蓝光光盘机也会从2006年开始普及,3G及DVB-H技术的普及也将使得手机电视在2006年批量面市。因此,新一代技术及其芯片产品将在2005年批量进入市场,且从2006年开始获得重要的市场份额。美国市场研究公司In-Stat/MDR预测,MPEG-4芯片(包含H.263 ASP和H.26?)市场将以3位数的增长率快速增长,在2007年超过1亿片。据此测算,中国对此类芯片的市场需求将在2007年超过2,000万片,销售额将超过20亿元人民币。

新一代技术获得压缩性能成倍增长的代价,是计算量(编码、解码运算量)的成倍增加。这就给集成电路业界带来了不小的挑战。本期论坛曾对DSP能否实现H.26?进行过专门讨论,至今很少有H.26?的标清编码芯片面世,也尚未见到H.26?高清编码芯片产品,足见其开发的难度。我们认为,新一代技术的芯片实现,靠嵌入式CPU或DSP加软件的办法是无法获得满意的性能指标的;必须设计专用的硬件电路,才能满足新一代技术对计算量的巨大需求。因此,新一代视频编解码芯片产品将是基于专用硬件的ASIC芯片,或含有专用硬件核的SoC芯片。值得庆幸的是,现代集成电路设计与制造技术完全可以实现上述需求,且可将批量生产成本控制在被业界普遍接受的范围内。

一旦获得了实现新一代技术的专用硬件核,特别是当专用硬件可以实现高清编码时,我们就会惊喜地发现,其强大的计算能力还能实现若干全新的功能。

首先是多路解码。能够实现高清编码的计算能力可以实现至少两路高清解码,或至少8路标清解码。数字电视传输的一个特点,就是多路视频信号的复用。如果一片芯片能够实现多路解码,就可以将解复用后的多个频道同时解码出来,经画面合成后同时显示在屏幕上,实现画中画,给观众的收看与选台带来很多方便,而且不增加调谐器。今年面世的多款高清解码芯片都支持画中画功能,但都是靠双解码核而不是单核实现的。

其次是多路编码。能够实现1路高清编码的计算能力可以实现至少两路标清编码,或8路CIF编码。这就给视频监控市场带来了新的机会。目前的视频监控产品,大都在使用DSP加软件的方案实现H.26?的CIF编码,中档DSP可实现1路CIF编码,高档DSP可实现2路至4路CIF编码,而具备多路编码功能的专用芯片将可实现8路CIF编码,这将显著提高此类芯片的性能价格比。

第三,同时编码、解码。能够实现1路高清编码的计算能力,还可以同时实现1路标清编码和至少1路标清解码,这就为同时编码解码的单片解决方案提供了可能。在光盘刻录机市场,在带录像功能的机顶盒、电视机、移动视频设备市场,在视频电话及视频会议设备市场,在需要转码的专业设备市场,此类芯片都将发挥重要作用。

兼容性成为横亘在方案提供商面前的难题

新一代技术面临的最大挑战,是来自各种传统技术的强大市场惯性。各种视频压缩技术之间互不兼容又给整机厂商选用新一代技术增加了不小的阻力(本期论坛曾对这些技术的兼容性问题进行过专门讨论)。然而,业界巨头们却对此类问题视而不见,硬要将不兼容的技术塞进同一个平台。例如DVD论坛在新近批准的HD-DVD编解码标准中,赫然列入了三个而不是一个技术:MPEG-2、H.26?和WMV9;新一代卫星传输标准DVB-S2不再规定视频编码标准,将允许传输用各种技术压缩的视频流、IP流和数据流。

这是一个很清楚的信号,即上游内容业界和下游整机业界都不愿意面临“非此即彼”的困难选择,有些“蛮不讲理”地要将兼容性的皮球踢给芯片业界。这就是说,不管用什么技术压缩的视频流,到了终端设备中,都要能顺利解开。

对于新一代技术来说,这是一件大好事,兵不血刃地攻进了坚固的城池,避免了一场胜算不大的速决战、开始了一场稳操胜券的持久战。“兼容”而不是“取代”,似乎可以说是新一代技术唯一的市场生路。

但是对于芯片业界来说,却拿到了一道限期解决的难题:用最小的代价将几个互不兼容的技术实现在同一片芯片之中。对于计算量需求不大的各类应用,使用DSP加软件的方法,就可以轻松解决这个难题。但对于那些DSP暂时力不从心的应用领域,芯片设计师们就要很伤一番脑筋了。近来,市场上一片静寂,兼容芯片(或称多模芯片)的决战将从明年打响。

最后说到标准。这是本期论坛的主题,见仁见智,百家争鸣。我们的看法是:多种视频编解码技术将长期共存;市场将迫使芯片业界迅速攻克兼容性的难关;因此,对于第N+1个进入市场的中国标准AVS来说,争取与MPEG-2携手成为中国数字电视的编解码标准,是当前最紧迫的任务。

登高一呼然后君临天下,只是一个美好的愿望,还是做一头“特洛伊木马”吧。今年,是希腊神话年。

作者:边晓春


总经理


中芯联合(北京)微电子公司


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