新一代视频应用火爆,中外供应商对决编解码芯片市场

上网时间: 2005年12月22日? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:视频应用? H.264?

作者:张国斌

近日,随着上海富瀚微电子、宁波中科公司、富士通微电子、Philips、TI、ST、上海杰得、中芯联合微电子等多家公司相继推出支持H.26?标准或AVS标准的编解码芯片,以手机、PMP和IPTV为主的新一代大规模视频应用已经不再遥远,业内专家预测2006年类似视频应用将火爆登场,而这一次,中外供应商将共同担纲这一风潮的主角。

H.26?标准优势何在?

2003年5月,国际电信联盟(ITU)和MPEG标准组织ISO共同发布了H.26?/MPEG-4 AVC视频压缩标准H.26?,这是ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)的联合视频组(JVT:joint video team)开发的一个新的数字视频编码标准,它既是ITU-T的H.26?,又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。和以前的标准一样,H.26?也是DPCM加变换编码的混合编码模式。但它采用“回归基本”的简洁设计,不用众多的选项,获得比H.263++更佳压缩性能;加强了对各种信道的适应能力,采用“网络友好”的结构和语法,有利于对误码和丢包的处理;应用目标范围较宽,以满足不同速率、不同解析度及不同传输(存储)场合的需求;它的基本系统是开放的,使用无需授权。H.26?演进如图1所示。

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图1 H.26?标准演进图。

相比其他视频编解码标准,H.26?有非常显著的优势。在同等的画质下,H.26?比上一代编码标准MPEG-2平均节约6?%的传输码流,而比MPEG-4 ASP平均节约39&的传输码流。相同码率的H.26?视频流和MPEG-4视频流相比,H.26?拥有大约3dB增益(画质水平倍增)。

H.26?的高压缩效率可以给视频实时通信、数字广播电视、视频存储等应用带来很多好处,提高人们的视频欣赏质量。当然,与这种高压缩效率相伴的是H.26?需要较高的实现复杂度。与MPEG-2相比,虽然H.26?的压缩性能提高一倍以上,但H.26?的计算复杂度也要提高两倍以上,例如分层设计、多帧参论、多模式运动估计、改进的帧内预测等,这些都显著提高了预测精度,从而获得比其他标准更优良压缩性能。

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图2:90分钟的DVD质量电影通过三种压缩标准压缩的比较。

H.26?芯片——中外供应商对决主战场?

强大的硬件处理能力和优化的软件算法是H.26?风行的基础。随着本土IC设计公司设计能力的提高,在VCD、DVD时代编解码芯片严重依赖进口的局面将改观。目前,本土IC公司已经在积极投入H.26?编解码芯片的研发,有些公司已经取得突破性进展。

上海富瀚微电子已推出支持标清的H.26?编解码芯片FH8601,该芯片完全兼容H.26? Main Profile@Level 3,支持的最大分辨率为720×576。富瀚微电子将在2006年第一季度进行该芯片的量产。上海杰得微电子则在第七届中国高新技术成果交易会展示其Z228应用处理器,并声称正在开发针对机顶盒(STB)应用的H.26?和VC-1高清解码芯片,并于2006年提供样片。

而中芯联合(北京)微电子有限公司在年初就发布了支持H.26?标准的多模高清视频解码IP核ODM3P-S。ODM3P-S在视频解码方面的基本功能包括:1路高清(1080×720)解码、或2路标清(720×576)解码,可同时支持H.26? High Profile @ Level 4.1和MPEG-2 Main Profile @ High Level。据悉,ODM3P-S还将在2005年内支持包括中国数字视频编解码标准AVS与MPEG-4 ASP在内的多项视频编码标准。

同时,另有若干家以提供多媒体产品为主业的本土IC设计公司在积极介入该领域。除开发芯片外,国内还有一些公司在DSP平台上编写H.26?的编码/解码软件,如杭州的海康威视,据称其产品已经占据了国内视频监控市场的半壁江山。

中芯联合微电子有限公司总经理边晓春表示:“H.26?的市场前景总的来看很好。各类机顶盒、数字电视接收机、下一代DVD、移动视频设备,都会使用具备H.26?解码功能或编码功能的芯片,市场潜力极大,未来十年的总需求量应该超过10亿片。”

与外国供应商相比,本土的步伐显然还是有些落后。目前Broadcom、Conexant、TI、ST、Sigma Designs、Philips等都已经发布了量产的H.26?新品。其中,Philips今年的H.26?标清解码芯片出货量计划达到50万颗,TI则计划达到80万颗。

另外,外国供应商已经推出了H.26?高清芯片,如Broadcom、STMicro、Philips、Conexant、SigmaDesign、LSI Logic等都有支持高清的芯片面市。意法半导体(ST)已经开始量产支持H.26?/AVC和VC1高清标准的单芯片机顶盒(STB)解决方案——STB7100。该芯片可同时解码多个HD视频流,并把合成的视频流输出到两个电视机,或以画中画(PIP)形式显示在屏幕上。高性能300MHz的ST40是新器件的CPU核心,它属于ST的32位RISC系列,采用SuperH体系结构。STB7100支持目前所有的STB操作系统和中间件,并将支持未来的软件升级。

而Telairity Semiconductor公司发布的T1P2000多核视频处理器据称是首个实现Telairity-1架构的处理器设计,该架构控制多个独立的矢量/标量内核,设计用于处理H.26?(MPEG-4 Part 10)高分辨率编解码。边晓春指出:“从H.26?应用发展来看,仅有视频解码功能的芯片已经不是市场需求,市场需要包含H.26?功能的SoC。目前大家都在针对不同市场做SoC,有些公司已经推出样片了。”

2006,有多少热点可以期待?

虽然2005年本土公司在H.26?芯片开发上稍显落后,但面对即将到来的2006年,视频应用上的变数会导致这场中外供应商的芯片对决出现戏剧性的结局。首当其冲的是中国正积极着手制定自己的IPTV标准,并计划在年底推出。AVS产业联盟相关人士透露,拥有自主知识产权的国产标准AVS“肯定”会是IPTV标准体系之一,是国家推荐标准而不是强制标准,而两个国外标准H.26?和MPEG-4目前还难以定夺。

从目前的趋势看,中国电信和中国网通力推H.26?,广电系统倾向于MPEG-4;阿尔卡特等设备商力推H.26?,而华为等一部分设备商支持MPEG-4。AVS产业联盟等机构则力推AVS。在这场角逐中,AVS胜算的比例相当大,一个原因是在AVS的产业链中,在芯片供应上,本土公司已经可以提供AVS的高清芯片,如新近诞生的凤芯2号芯片就基于AVS标准,并同时支持H.26?技术。该芯片完全兼容AVS1.0、H.26?/AVC mainprofile标准,最高支持HD(1920×1080)格式的实时解码。其他一些公司如上海富瀚、中芯联合的芯片也支持AVS标准。而外国供应商的推出H.26?编解码芯片则很少支持AVS。

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图3:AVS的产业链

另一个原因是,国内众多企业已经饱受DVD专利之苦,而曾经指望摆脱MEPG-LA专利魔爪的H.26?标准今年大变脸,其公布的收费计划更是让人难以接受。今年上半年,H.26?授权标准费用公布,H.26?专利池的拥有商们将通过MPEG-LA和VIA Licensing两个授权代理商向H.26?的使用者们收费,并宣布将于2006年1月1日起正式收费。

与过去相比,H.26?降低了解码器的专利费,但开始增收编码器的专利费。如果视频节目运营商提供采用H.26?/MPEG-4 AVC(2006年1月1日开始收费)标准的视频节目,则还需要支付加盟费(participation fee)。而最令人泄气的是,终端用户也需要交纳不同形式的费用,这笔费用将由运营商代收,打入收费成本。另外,两个专利代理组织的存在也使得问题更加的复杂化。甚至在某些情况,用户不得不同时面对这两个组织,原因是他们各自代表一部分专利拥有者。

如此复杂的专利收费估计让国人望而却步,这样诞生不久的AVS就有了生存的希望。如果AVS成为行业标准之一,则有望获得各大芯片厂商的广泛支持,从而获得在未来胜出的机会。这样,本土厂商也可在未来巨大的市场中分一杯羹。如果,AVS被排除在IPTV标准之外,H.26?和MPEG4中选,由于目前主流市场还多是标清天下,所以本土厂商也可在这一市场有所作为。

另外,边晓春也指出:“虽然H.26?前景很好,但在近期,比较清晰的市场只有北美和欧洲高清卫星STB市场,面向DVB-C与DVB-T的基于H.26?的数字电视广播何时开始,并没有明确的时间表。目前开通广播的国家还都在使用MPEG-2。基于DVB-H或其他传输标准的、面向移动市场的数字广播,在韩国和欧洲进展较快,其他国家的局面也还不是很明朗。基于3G的视频流媒体服务或广播服务还有待3G的普及。因此,H.26?芯片市场的启动应该是在2006年,而从2008年开始扩展到较大规模。”

在以手机、PMP为主要载体的移动视频应用方面,随着三星、诺基亚、明基移动等纷纷推出基于H.26?编解码标准的手机等产品,以及基于H.26?编解码技术的PMP的问世。预计在移动视频领域,H.26?应用将占据主导位置。在该领域,由于视频多是QVGA格式,而非高清格式,所以,本土供应商亦有所表现。

新一代视频应用正箭步走来,这是本土公司厚积薄发的绝好时机,但我们也应当看到,国内厂商都是初出茅庐,与海外巨头之间的差距是全面的。除了芯片本身的功能与质量外,软件、系统、参考设计等方面的“平台”建设能力的差距很大。即使拿出样片,距离真正被整机厂商接受还有很长的路要走。近来,国外厂商不约而同地宣传他们的“平台策略”,这应值得本土厂商关注。

视频应用,谁为王者?我们将拭目以待!


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  • H.264是什么格式
  • H.264是一种高性能的视频编解码技术。目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个,一个是“国际电联(ITU-T)”,它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等,另一个是“国际标准化组织(ISO)”它制定的标准有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。而H.264则是由两个组织联合组建的联合视频组(JVT)共同制定的新数字视频编码标准,所以它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4高级视频编码(Advanced Video Coding,AVC),而且它将成为MPEG-4标准的第10部分。因此,不论是MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10,还是ISO/IEC 14496-10,都是指H.264。

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