近日,隨著上海富瀚微電子、寧波中科公司、富士通微電子、Philips、TI、ST、上海杰得、中芯聯(lián)合微電子等多家公司相繼推出支持標(biāo)準(zhǔn)或AVS標(biāo)準(zhǔn)的編解碼芯片,以手機、PMP和IP TV為主的新一代大規(guī)模視頻應(yīng)用已經(jīng)不再遙遠,業(yè)內(nèi)專家預(yù)測2006年類似視頻應(yīng)用將火爆登場,而這一次,中外供應(yīng)商將共同擔(dān)綱這一風(fēng)潮的主角。

標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)勢何在？

2003年5月,國際電聯(lián)(ITU)和MPEG標(biāo)準(zhǔn)組織ISO共同發(fā)布了/MPEG-4 AVC視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。是ITU-T的VCEG(視頻編碼專家組)和ISO/IEC的MPEG(活動圖像編碼專家組)的聯(lián)合視頻組(JVT:joint video team)開發(fā)的一個新的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),它既是ITU-T的,又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。和以前的標(biāo)準(zhǔn)一樣,也是DPCM加變換編碼的混合編碼模式。但它采用“回歸基本”的簡潔設(shè)計,不用眾多的選項,獲得比++好得多的壓縮性能；加強了對各種信道的適應(yīng)能力,采用“網(wǎng)絡(luò)友好”的結(jié)構(gòu)和語法,有利于對誤碼和丟包的處理；應(yīng)用目標(biāo)范圍較寬,以滿足不同速率、不同解析度及不同傳輸(存儲)場合的需求；它的基本系統(tǒng)是開放的,使用無需授權(quán)。H．264演進如圖一所示。

圖1:H．264標(biāo)準(zhǔn)演進圖。

相比其他視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn),有非常顯著的優(yōu)勢。在同等的畫質(zhì)下,比上一代編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG2平均節(jié)約64%的傳輸碼流,而比MPEG4 ASP要平均節(jié)約39%的傳輸碼流。相同碼率的視頻流和MPEG-4視頻流相比,擁有大約3個分貝的增益(畫質(zhì)水平倍增)。

的高壓縮效率可以給視頻實時通信、數(shù)字廣播電視、視頻存儲等應(yīng)用帶來很多好處,提高人們的視頻欣賞質(zhì)量。當(dāng)然,與這種高壓縮效率相伴的是需要較高的實現(xiàn)復(fù)雜度。與MPEG-2相比,雖然的壓縮性能提高一倍以上,但的計算復(fù)雜度也要提高兩倍以上。獲得優(yōu)越性能的代價是計算復(fù)雜度的大幅增加,例如分層設(shè)計、多幀參考、多模式運動估計、改進的幀內(nèi)預(yù)測等,這些都顯著提高了預(yù)測精度,從而獲得比其他標(biāo)準(zhǔn)好得多的壓縮性能。

圖2是90分鐘的DVD質(zhì)量電影通過三種壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮的比較。

圖2:90分鐘的DVD質(zhì)量電影通過三種壓縮標(biāo)準(zhǔn)壓縮的比較。

芯片——中外供應(yīng)商對決主戰(zhàn)場？

強大的硬件處理能力和優(yōu)化的軟件算法是風(fēng)行的基礎(chǔ)。隨著本土IC設(shè)計公司設(shè)計能力的提高,在VCD、DVD時代編解碼芯片嚴重依賴進口的局面將改觀。目前,本土IC公司已經(jīng)在積極投入編解碼芯片的研發(fā),有些公司已經(jīng)取得突破性進展。

上海富瀚微電子已經(jīng)推出了支持標(biāo)清的編解碼芯片F(xiàn)H8601,該芯片完全兼容 Main Profile@Level3,支持的最大分辨率為720×576。富瀚微電子將在2006年第一季度進行FH8601的量產(chǎn)。上海杰得微電子則在第七屆中國高新技術(shù)成果交易會展示其Z228應(yīng)用處理器,據(jù)稱杰得微電子正在開發(fā)針對機頂盒應(yīng)用的H264和VC-1高清解碼芯片,將在2006年提供樣片。

而在北京的中芯聯(lián)合(北京)微電子有限公司在年初就發(fā)布了可同時支持包括業(yè)界最新標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的多模高清視頻解碼IP核ODM3P-S。 ODM3P-S在視頻解碼方面的基本功能包括:1路高清(1080i、720p)解碼、或2路標(biāo)清(720×576)解碼,同時支持 High Profile @ Level 4.1和MPEG-2 Main Profile @ High Level。據(jù)悉,ODM3P-S還將在2005年內(nèi)支持包括中國數(shù)字視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)AVS與MPEG-4 ASP在內(nèi)的多項視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)悉,另有若干家以提供多媒體產(chǎn)品為主業(yè)的本土IC設(shè)計公司在積極介入該領(lǐng)域。除開發(fā)芯片外,國內(nèi)還有一些公司在DSP平臺上寫的編碼軟件與解碼軟件,如杭州的海康威視,據(jù)稱其產(chǎn)品已經(jīng)占據(jù)了國內(nèi)視頻監(jiān)控市場的半壁江山。

中芯聯(lián)合(北京)微電子有限公司前任總經(jīng)理邊曉春表示:“的市場前景,總的來看很好。各類機頂盒、數(shù)字電視接收機、下一代DVD、移動視頻設(shè)備,都會使用具備解碼功能或編碼功能的芯片,市場潛力極大,未來十年的總需求量應(yīng)該超過10億片?！?

與外國供應(yīng)商相比,本土的步伐顯然還是有些落后,目前Broadcom、Conexant、TI、ST、Sigma Designs、Philips等都已經(jīng)發(fā)布了量產(chǎn)的新品。其中Philips今年的 SD標(biāo)清解碼芯片出貨量計劃達到50萬顆,TI則計劃達到80萬顆。

另外,外國供應(yīng)商已經(jīng)推出了高清芯片,如Broadcom、意法半導(dǎo)體、飛利浦、科勝訊、SigmaDesign等都有支持高清的芯片面市。意法半導(dǎo)體(ST)則已經(jīng)開始量產(chǎn)支持/AVC和VC1高清標(biāo)準(zhǔn)的單芯片機頂盒(STB)解決方案——STB7100。該可以同時解碼多個HD視頻流,并把合成的視頻流輸出到兩個電視機,或以畫中畫的形式顯示在屏幕上。高性能300MHz ST40是新器件的CPU核心,它屬于ST的32位RISC系列,采用SuperH體系結(jié)構(gòu)。STB7100支持目前所有的STB操作系統(tǒng)和中間件,并將支持未來的軟件升級。

而Telairity Semiconductor公司發(fā)布的T1P2000多核視頻處理器據(jù)稱是首個實現(xiàn)Telairity-1架構(gòu)的處理器設(shè)計,該架構(gòu)控制多個獨立的矢量/標(biāo)量內(nèi)核,設(shè)計用于處理 (MPEG-4 Part 10)高分辨率編解碼。邊曉春指出:“從應(yīng)用發(fā)展來看,僅有Video decode功能的芯片已經(jīng)不是市場需求了。市場需要包含功能的SoC。目前大家都在針對不同市場做SoC,有些公司已經(jīng)推出樣片了?！?

2006,有多少熱點可以期待？

雖然2005年本土公司在芯片開發(fā)上稍顯落后,但面對即將到來的2006,視頻應(yīng)用上的變數(shù)會導(dǎo)致這場中外供應(yīng)商的芯片對決出現(xiàn)戲劇性的結(jié)局。首當(dāng)其沖的是中國正積極著手制定自己的IPTV標(biāo)準(zhǔn),并計劃在年底推出。AVS產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟相關(guān)人士透露,擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)AVS“肯定”會是IPTV標(biāo)準(zhǔn)體系中之一,是國家推薦標(biāo)準(zhǔn)而不是強制標(biāo)準(zhǔn),而兩個國外標(biāo)準(zhǔn)和MPEG4目前還難以定奪。

圖3:AVS產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D。

從目前的趨勢看,中國電信和中國網(wǎng)通力推,廣電系統(tǒng)傾向于MPEG4；阿爾卡特等設(shè)備商力推,而華為等一部分設(shè)備商支持MPEG4。AVS產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等機構(gòu)則力推AVS。在這場角逐中,AVS和其他標(biāo)準(zhǔn)共存的可能性相當(dāng)大,一個原因是在AVS的產(chǎn)業(yè)鏈中,在芯片供應(yīng)上,本土公司均可支持和AVS,有的還是可以支持AVS高清,如新近誕生的鳳芯2號芯片就基于AVS標(biāo)準(zhǔn),并同時支持最新的技術(shù)。該芯片完全兼容AVS1.0、/AVCmainprofile標(biāo)準(zhǔn),最高支持HD(1920×1080i)格式的實時解碼。其他一些公司如上海富瀚的芯片也支持AVS標(biāo)準(zhǔn)。而外國供應(yīng)商的推出編解碼芯片則很少支持AVS。

另一個原因是,國內(nèi)眾多企業(yè)已經(jīng)飽受DVD專利之苦,而曾經(jīng)指望擺脫MEPG-LA專利魔爪的標(biāo)準(zhǔn)今年大變臉,其公布的收費計劃更是讓人難以接受。今年上半年,授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)費用公布,專利池的擁有商們將通過MPEG-LA和VIA Licensing 兩個授權(quán)代理商向的使用者們收費,并宣布將在2006年1月1日起正式收費。與過去相比,降低了解碼器的專利費,但開始增收編碼器的專利費。如果視頻節(jié)目運營商提供采用/MPEG-4 AVC(2006年1月1日開始收費)標(biāo)準(zhǔn)的視頻節(jié)目,則還需要支付加盟費(Participation fee)。而最令人泄氣的是,終端用戶也需要交納不同形式的費用,這筆費用將由運營商代收,打入收費成本。另外,兩個專利代理組織的存在也使得問題更加的復(fù)雜化,甚至在某些情況,用戶不得不同時面對這兩個組織,原因是他們各自代表一部分專利擁有者。

如此復(fù)雜的專利收費估計讓國人對望而卻步,這樣誕生不久的AVS就有了生存的希望。如果AVS成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一,則有望獲得各大芯片廠商的廣泛支持,從而獲得在未來勝出的機會。這樣,本土廠商也可在未來巨大的市場中分一杯羹。如果,AVS被排除在IPTV標(biāo)準(zhǔn)之外,和MPEG4中選,由于目前主流市場還多是標(biāo)清天下,所以本土廠商也可在這一市場有所作為。

另外,邊曉春也指出:“雖然前景很好,但在近期,比較清晰的市場只有北美和歐洲高清衛(wèi)星機頂盒市場,面向DVB-C與DVB-T的基于的數(shù)字電視廣播何時開始,并沒有明確的時間表,目前開通廣播的國家還都在使用MPEG-2。基于DVB-H或其他傳輸標(biāo)準(zhǔn)的、面向移動市場的數(shù)字廣播,在韓國和歐洲進展較快,其他國家的局面也還不是很明朗?；?G的視頻流媒體服務(wù)或廣播服務(wù)還有待3G的普及。因此,芯片市場的啟動應(yīng)該是在2006年,而從2008年開始擴展到較大規(guī)模?！?

在以手機、PMP為主要載體的移動視頻應(yīng)用方面,隨著三星、諾基亞、明基移動等紛紛推出基于編解碼標(biāo)準(zhǔn)的手機等產(chǎn)品以及基于編解碼技術(shù)的PMP的問世,預(yù)計在移動視頻領(lǐng)域,應(yīng)用將占據(jù)主導(dǎo)位置。在該領(lǐng)域,由于視頻多是QVGA格式,而非高清格式,所以,本土供應(yīng)商亦有所表現(xiàn)。

新一代視頻應(yīng)用正箭步走來,這是本土公司厚積薄發(fā)的絕好時機,但我們也應(yīng)當(dāng)看到,國內(nèi)廠商都是初出茅廬,與海外巨頭之間的差距是全面的。除了芯片本身的功能與質(zhì)量外,軟件、系統(tǒng)、參考設(shè)計等方面的“平臺”建設(shè)能力的差距很大。即使拿出樣片,距離真正被整機廠商接受還有很長的路要走。近來,國外廠商不約而同地宣傳他們的“平臺策略”,這應(yīng)值得本土廠商關(guān)注。

視頻應(yīng)用,誰為王者？我們將拭目以待!