数字视频产业的动力:新兴交叉应用模式

上网时间: 2007年06月01日? 作者:孟冰,晶门科技,tyfon@163.com? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:数字视频? 视频压缩?

数字视频压缩技术伴随着信息存储和通信的迫切需求而诞生。除了早期MPEG-1在VCD,MPEG-2在DVD和STB得到了大量的利用外,后来的H.263、MPEG4、H.26?以及WMV9等标准被利用的程度都非常有限,局限在某些专业领域,呈现出一种叫好不叫座市场态势。虽然大都具备高压缩比等技术优势,但是相关产品的销量仍然相当有限,这里包括像IPTV、PMP这样被给予厚望的消费类电子产品。其主要原因除了归咎于市场成熟程度和周边技术的发展成熟与否等原因外,消费者使用习惯的培养也起着相当的原因。在数字家庭概念被抛出后,消费者也只是概念性的了解家中的电子设备之间信息互联已是数字家庭了,却不知新兴的交叉应用模式可以将这种互联衍生至千里之外,衍生至多种设备之间,打破了常规意义的电子设备本身的功能局限。这样的变化将有助于培养消费者新的使用习惯,促使其购买通常情况下觉得意义并不大的电子设备和信息服务,使得数字视频产业需求增加,这样的市场需求增加可能是数量级的变化。只有使整个产业链都运转起来,才能使得由芯片厂家、设备制造厂家、服务提供商ISP和终端用户组成的产业链的各个环节得到各自的利益。电子行业发展至今产业链条结构越来越紧凑,从上游芯片厂商开始就需要考虑到最下游终端用户的实际需求。多种新兴交叉应用模式的产生也需要底层芯片从接口定义和软件功能予以支持。

当前阻碍数字视频产业发展的因素

同样是在数字视频领域,不论是芯片厂家、设备制造厂家都深耕着传统固有的市场及应用模式,从应用模式的角度延伸出多条隐形的楚河汉界,把芯片厂商、设备制造厂商及服务提供商划分到不同的应用领域。在芯片厂家层面,数字视频处理芯片本身接口及性能定义就限定了其应用范围,比如应用于DVD或者STB的解码芯片一般高度集成了数字接口及控制部分,除了单纯的MPEG-2的解码器部分,一般出来的接口就会是BT656、DVI、HDMI或者其他显示接口界面,其目标市场明确的定位于DVD和STB市场,其分辨率往往支持到适合家庭的D1,HD等。类似的芯片厂商有意法半导体、联发科、凌阳,卓然、博通、科胜迅等,这样的好处是节约客户开发的成本,并且降低了开发的难度。适合于安防IP CAM或者DVR等使用的编码芯片,其视频输出接口往往是适合搭配CPU的8位或者16位的数据接口或USB通信接口,支持到的分辨率一般是D1,VGA,CIF等。针对安防市场的特殊需求,这些芯片会加以多通道视频同时处理等功能,或者集成外部业务处理CPU。适合PMP,手机等应用的芯片有具备不同的特点,由于是工作于完备的嵌入式操作系统下,该类芯片往往是单芯片的方案,CPU、外部存储和编解码模块集成于单芯片中。预留出的接口就只有USB,或者IDE等用于存储和通信接口了。其视频处理能力一般低于DVD、机顶盒,只需要处理CIF,VGA分辨率的视频图像。

以上这些隐形的应用划分贯穿至整个产业链。随着数字视频芯片领域高集成度的SOC层出不穷,集成度也越来越高,但同时也限制部分功能的扩展,其中包括一些吸引消费者的特色应用。如果只需要单纯的编码或解码功能,SOC这样的芯片就显得浪费了,并且接口不一定适合。在不同的应用领域市场潜力和产品需求量是有限的,因为芯片本身不具备通用性,所以在没有新的应用诞生前,上游芯片厂家也只能无奈的不断深耕熟悉的应用领域。

源自产业链末端的新兴交叉应用需求

在传统应用方式中,客户所看到的IPTV STB就是用来看电视的,手机就是用来打电话发短信的,游戏机就是用来打游戏的,同样视频会议也只能用来远程开会。单纯功能的产品市场需求是相当有限的,而且客户的忠诚度也是不存在的。但如果有一天,用户发现通过STB可以观察你准备要去的公园的拥挤程度,查看你的爱车是否安然无恙,与远在异乡的朋友视频聊天;出差在外的你可以通过手机观察你的公司内部是否井井有条;通过游戏机进行VOD和视频通信等等方便且实用的功能。如果有这些功能,用户可能并不会吝啬自己的腰包。产品功能的扩展、应用的融合将促使产业链走向快车道。在目前的数字视频行业发展中,业内同行们已经发现了许多很有发展潜力的应用,比如IP CAM、PMP、IPTV、多媒体手机这几种典型视频应用模式。如何尽快的让他们壮大起来,是包括芯片厂家、设备制造商和服务提供商共同所关心的问题。除了产品本身固有的应用方式外,新兴交叉的应用模式将带来新的商机,这样带动出的市场潜力将是数量级的变化。所谓“交叉”即是不同的视频应用融合,互联互通的应用方式。不同的视频应用又包含不同的设备和不同的应用技术两个层面的含义。例如微软最近把IPTV的功能集成到其X BOX360里,通过游戏主机可以观看IPTV的视频节目。多种新兴的应用构思将为数字视频应用带来生机。以下是我对四种交叉视频应用的构想。

1. 手机的视频应用方案

手机作为特殊的消费类电子产品,除了具备普通消费类电子产品拥有广大的消费群体的优势外,其更新速度之快也是其他的消费类产品所不能及的。由于移动技术不同于普通的固网资源,通讯带宽资源十分有限,所以对于信源本身的压缩效率有非常高的要求,信源编码一般采用高压缩比的MPEG4、H.26?或AVS等标准。高压缩效率同时也寄生?海量运算的苛刻要求,一般需要独立的DSP或者媒体处理ASIC来完成数字视频的编解码任务。如果能够组建一种业务应用模式,使手机成为用户主要视频终端的一种,除了现在已经被广泛关注的移动电视功能,用户还可以利用网络摄像机或者视频服务器采集远端家中或办公室的实时视频图像,通过手机进行实时观察,并且可以通过手机的键盘对网络摄像机的云台、焦距、光圈等进行设置,或者可以对网络存储器NAS中保存的以前的视频图像进行回放。这样的应用模式,其服务费用将成为能否被大量应用的关键,手机已经拥有庞大的消费群体,而且目前市场上的前端视频采集设备已经做到了消费者可以承受的价格。从另一个侧面将把视频监控从专业市场推向普通消费类市场。单纯从视频编解码芯片的数量上来说,在手机后端应用和网络摄像机视频采集前端都各自需要一颗编解码芯片。同样通信运营商将通过这样的增值业务得到实惠,这样的应用模式可以作为移动电话运营商的增值业务来推广,而在具体的网络实现上,需要在局端加设一个移动通信网络到固网的多媒体转化网关,处理传输过程中不同调制方法间的转化。

数字视频产业的动力:新兴交叉应用模式_手机视频监控一般选择352×288像素200Kb,25帧或176×144像素60Kb, 25帧视频效果。_1
手机视频监控一般选择352×288像素200Kb,25帧或176×144像素60Kb, 25帧视频效果。

2. 传统监控与视频会议的互联互通

网络摄像机将成为数字视频监控未来的应用热点。网络摄像机和视频服务器产品从问世至今已经有8 9年的时间了,但是一直没有真正得到大量使用,用户还是钟情于传统CCTV的模拟监视控制模式。其主要原因有由于数字视频处理芯片性能的差异导致图像解码恢复后出现色块或马赛克,无法达到一般需要看清车牌号码,或者人物面部特征等实际应用需求。还有中国互联网本身QoS不是很好,经常出现网络阻塞导致无法保证图像的实时性。但是随着这两方面问题的明显改善,视频监控的网络化和数字化是必然的发展趋势。根据iSuppli的预测,到2010年,IP视频监控摄像机的销售收入将达到39亿美元,远高于2006年的3.01亿美元。

数字视频产业的动力:新兴交叉应用模式_点击放大该图_2

视频会议系统一直定位于具有一定消费能力的政府或企业的专业市场,传输方式覆盖ATM、ISDN、互联网、PSTN、光纤、卫星等多种通信介质。从最初的H.320、H.310、H.321、H.324到现今的H.323、SIP主流应用框架结构,实际使用效果得到了明显的改善。由于视频会议的网络建设经常需要扩容和产品升级改造,往往出现早期网络结构与现今网络结构混合组网的应用需求,比如H.320和H.323结构的混网。同时会议终端不同的信源编码格式如H.263和MPEG4也需要相互之间进行转化。这样除了在每个会议终端需要一个编解码芯片外,在MCU中的VPU模块也有大量的专门用于信源格式转化的编解码芯片。

正是看到了视频市场的发展潜力,运营商已开始通过新建各自的“X视通”和“全球眼”网络系统涉足到视频会议和监控服务业务领域。当今由于安防及应急指挥的迫切需求,视频会议与数字视频监控的融合应用也成为一种主流应用模式,适用于城市的应急指挥系统,大型企业的现场指挥调度系统等。其主要的连接通过三种方式实现,一是将传统的模拟摄像机与视频会议系统的会议终端直接连接,目前市面上的主要的会议终端都支持多路外部模拟视频信号的输入;二是把现有的CCTV的模拟视频监控系统的视频矩阵与视频会议系统的MCU连接,通过用户对会议终端的操作完成对监控画面的切换调度,及摄像机云台、光圈等设置。前两种方式,监控图像在与视频会议系统连接前都是以模拟的形式存在的,在保证图象质量的前提下传输的距离范围是有限的。最后的方式就是直接采用网络摄像机以IP接入的方式通过以太网与视频会议系统连接,通过这样的方式图像采集并传输的范围很广,并且采集终端的数目不受限制,更易于图像数据的保存与回放。这种方式将成为主流的应用方式。目前视频会议系统主要采用的有H.263,MPEG2和MPEG4的图象压缩格式,随着技术的不断完善H.26?及AVS也将成为以后的应用主流。而网络摄像机图象压缩标准主要以MPEG4为主,后续也将逐步升级为H.26?格式。

3. IPTV及家庭媒体中心与视频监控/视频会议的融合应用

IPTV 机顶盒可以说是家庭媒体中心和家庭网关等概念的过度产物。对于前期仅仅支持数字电视的观看、VOD等简单单向视频通信功能,目前主流的IPTV机顶盒硬件设计方案主要由一个解码芯片和一些外围辅助电路组成。虽然IPTV本身的市场潜力已经足够巨大,但是作为电信运营商希望以尽可能多的优势业务与DVB争夺市场份额。

通过像IPTV机顶盒USB这样的外部扩展接口,可以外接摄相机来实现家庭的视频会议系统应用;机顶盒用户还可以在电视上实时地观察自己在异地的办公室的图像以及自己将要去的公园、机场的拥挤程度。伴随着技术的完善,通过电视也可以与手机用户进行视频通信,电视将从仅仅一个视频单向的接收终端,演变为视频双向的通信终端。就目前的应用方式而言,为了达到D1即DVD级别视频品质的电视播放效果,往往通过网络改造保证数据下行在1.5M到2M的速度,而上行速度大约在512K左右,可以基本完成CIF分辨率的压缩图像采集任务。数字视频在互联网传输主要遵循RTP、RTCP和RSVP等协议。在信源编码方式上,多采用MPEG4、WMV9、REAL、H.26?及中国的AVS标准。

数字视频产业的动力:新兴交叉应用模式_点击放大该图_3

通过IPTV与IP摄像机组成的监控应用、外接视频采集设备组成视频会议应用、以及与手机的视频通信等,都将推动IPTV、家庭监控和家庭视频通信几种应用进程。无论视频监控还是视频会议系统的应用都只有做成消费类产品,才会真正起量。

4. 游戏和PMP的视频应用方案

正如目前的PSP、GBA、IPOD等视频、游戏终端通过外加模组可以收发EMAIL,通过WLAN打VOIP电话一样,它们同样可以播放REAL,MPEG4等网络视频文件和收看移动数字电视。高端配置的PMP一般在硬件方案中都应用的是视频编解码芯片,CPU内核除了具备视频播放功能外,运用WLAN技术还可以进行实时视频的采集及局域或广域的通信功能。由于个人手持设备的发展,基本的软硬件结构越来越相似,功能上也开始相互效仿。PMP或者PSP、GBA、IPOD都具备通信功能,而智能手机也具备游戏功能,都是朝着模糊概念方向发展。伴随WLAN等通信技术的不断普及,手持终端与以太网络视频资源的相互通信将随处可见。


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