IPTV編解碼技術(shù)之惑

顧榮強 2006/06/05

圖 MPEG-4編碼方案

　　這在業(yè)界引起了軒然大波，并直接成為了促進(jìn)H.264市場(chǎng)步伐的一個(gè)外部因素。然而令人失望的是，2005年上半年，H.264專(zhuān)利池的擁有廠(chǎng)商們公布了將通過(guò)MPEG-LA和VIA Licensing 兩個(gè)授權代理商收費的程序，并宣布將在2006年1月1日起正式收費。希望通過(guò)H.264來(lái)回避MPEG4針對IPTV運營(yíng)收費的目的并沒(méi)有達到。更令人氣餒的是，兩個(gè)專(zhuān)利代理組織的存在也使得問(wèn)題更加復雜化，甚至可能導致專(zhuān)利使用者不得不同時(shí)面對這兩個(gè)組織，因為它們各自代表一部分專(zhuān)利擁有者。

　　雖然芯片廠(chǎng)商已經(jīng)知道H.264專(zhuān)利錯綜復雜，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程還有待時(shí)日，不過(guò)他們顯然沒(méi)有預料到國內IPTV市場(chǎng)上運營(yíng)商和終端廠(chǎng)商對H.264技術(shù)升級的渴求是那么迅速，從而顯得準備不足。但是作為產(chǎn)業(yè)鏈的上游，芯片廠(chǎng)商們總是最早一批介入H.264領(lǐng)域的廠(chǎng)商，因此盡管他們自身并不情愿MPEG4芯片還未帶來(lái)足夠的利潤就要被H.264芯片所替代的情況出現，但是還是加快了H.264芯片的開(kāi)發(fā)進(jìn)程。

　　從芯片實(shí)現的角度來(lái)說(shuō)，H.264的高效性是建立在其實(shí)現的高復雜度基礎上的，就其Baseline而言，解碼器復雜度將是H.263解碼器的3倍左右，而編碼器的復雜度更是高達10多倍。另外由于視頻處理是一個(gè)以數據處理為主的系統，結合視頻處理算法，實(shí)現指令操作數裝載和并行運算將大大提高數據處理效率。

　　在H.264中，運動(dòng)估計采用了多幀參考技術(shù)，這要求處理器體系架構對處理器的數據調度機制以及片內外存儲器的組織等必須有新的考慮。H.264和以往標準一樣可以進(jìn)行基于圖（picture）、片（slice）和宏塊級的并行處理。H.264還采用了RD算法進(jìn)行模式選擇，所有的模式在計算時(shí)都不存在相關(guān)性，即可以并行操作。要適配H.264編碼器的可并行處理特性，以適應高復雜度的H.264算法的實(shí)現，處理芯片架構需要從處理能力不夠的單核架構向雙核、多核的架構發(fā)展，這將是未來(lái)幾年內提升多媒體處理芯片性能的一個(gè)有效途徑。但是隨之而來(lái)的是多媒體處理芯片的軟件工作難度（如編譯器，操作系統任務(wù)調度等）將會(huì )大大增加，延長(cháng)了H.264芯片的實(shí)現周期和產(chǎn)品成熟周期。

　　雖然現有的采用Ti DM642處理器的IPTV機頂盒可以支持H.264的標清解碼，但是對于寬帶運營(yíng)商一直期待的IPTV增值業(yè)務(wù)，如可視電話(huà)等這類(lèi)需要機頂盒編碼的音視頻業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，現有多媒體處理芯片受到性能的限制并不能提供良好支持，從而使得這類(lèi)業(yè)務(wù)無(wú)法實(shí)現，為IPTV業(yè)務(wù)帶來(lái)相當多的技術(shù)風(fēng)險。而且現階段支持H.264的機頂盒成本較高，大大提高了IPTV業(yè)務(wù)的市場(chǎng)投入成本，同時(shí)加大了IPTV業(yè)務(wù)市場(chǎng)風(fēng)險。

　　反觀(guān)MPEG-4 ASP，自從MPEG組織于1998年11月初次公布MPEG-4技術(shù)到現在，已經(jīng)有相當一段時(shí)間作為發(fā)展基礎，大量技術(shù)成熟的芯片已經(jīng)誕生并投入了大規模的應用。這些應用于MPEG-4的芯片大都經(jīng)過(guò)了相當長(cháng)時(shí)期的技術(shù)檢驗，擁有良好的兼容性和穩定性。除了技術(shù)上的不斷完善，在價(jià)格方面，平均單價(jià)也逐漸降低。有了這些芯片支持，寬帶運營(yíng)商可以盡快開(kāi)展類(lèi)似的增值業(yè)務(wù)。

　　正因為如此，如果國內IPTV市場(chǎng)上H.264不能大規模地迅速應用，在這期間MPEG4芯片相對于H.264芯片仍然具有軟硬件開(kāi)發(fā)成本上的優(yōu)勢，H.264尚需巨大的成本投入。另外，芯片廠(chǎng)商目前還需要時(shí)間來(lái)穩定和完善現有H.264芯片。正是成本和穩定性上的考慮，讓H.264的大規模商用受到制約和影響。

　　市場(chǎng)決定出路

　　據預測，到2008年中國寬帶用戶(hù)將增加到1億戶(hù)，如果其中有20%成為網(wǎng)絡(luò )電視用戶(hù)，那么IPTV用戶(hù)數將會(huì )達到2000萬(wàn)戶(hù)；如果目前的有線(xiàn)電視用戶(hù)有20%在2008年之前成為網(wǎng)絡(luò )電視用戶(hù)，那么用戶(hù)數將會(huì )達到2000萬(wàn)戶(hù)；移動(dòng)用戶(hù)到2005年年底估計會(huì )超過(guò)4億，如果其中的5%在2008年之前成為網(wǎng)絡(luò )電視用戶(hù)，那么用戶(hù)數也將會(huì )達到2000萬(wàn)戶(hù)。在這個(gè)基礎上，估計到2008年IPTV總用戶(hù)數將會(huì )達到6000萬(wàn)。

　　讓我們再來(lái)看一看對音視頻編解碼產(chǎn)業(yè)化程度影響最大的國內傳統的廣電市場(chǎng)編解碼技術(shù)的選擇情況。中央電視臺數字電視頻道使用了國外的MPEG-2標準。究其原因，一是為了保證信號傳輸的保真度，MPEG-2發(fā)展時(shí)間較長(cháng)，技術(shù)比較成熟; 二是為了版權保護，因為央視要引進(jìn)不少?lài)�外的數字電視節目�(jì)热荩�而對方比較認同MPEG-2的編解碼標準，覺(jué)得這更能保護其版權。另外目前全國已有100多萬(wàn)戶(hù)的有線(xiàn)數字電視用戶(hù)，也是使用了MPEG-2的標準，如果更換成AVS標準必然存在著(zhù)一個(gè)機頂盒更換的成本問(wèn)題。

　　從應用的角度來(lái)觀(guān)察一下音視頻編解碼技術(shù)的市場(chǎng)狀況。在廣播和DVD應用方面，MPEG2仍然處于主流，但是在移動(dòng)電視、視訊會(huì )議、視頻監控以及可視電話(huà)方面，H.264、MPEG4的技術(shù)應用較為廣泛。而從產(chǎn)品應用層面來(lái)說(shuō)，DVD是目前編解碼最大應用市場(chǎng)，而下一階段的增長(cháng)動(dòng)力有望發(fā)生在移動(dòng)終端的視訊應用領(lǐng)域，如用手持設備收看數字電視、個(gè)人媒體播放器等等，在這些領(lǐng)域H.264相對于MPEG4將會(huì )有更加廣泛的應用。

　　綜合來(lái)看，H.264得到了電信運營(yíng)商、設備提供商的支持，無(wú)論是在Internet還是其他應用領(lǐng)域，H.264都具備了占據未來(lái)市場(chǎng)主流的地位。對于IPTV產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，H.264代替MPEG4已成定局，但是短期內H.264的商用成本仍然會(huì )阻礙其大規模的應用。而對于A(yíng)VS來(lái)說(shuō)，由于其具有為國內企業(yè)降低專(zhuān)利費的優(yōu)勢，而且得到中國政府的支持，因此在中國的應用情況值得期待。

　　從發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)，音視頻編解碼技術(shù)總是處于不斷演進(jìn)的過(guò)程中。因此，放在IPTV設備提供商面前的并不是選擇哪一種音視頻編解碼技術(shù)的問(wèn)題，而是其IPTV系統和解決方案能否做到在媒體傳輸層與編解碼格式透明無(wú)關(guān)，在系統擴展性方面可以迅速無(wú)縫升級支持當前和未來(lái)的各種編解碼技術(shù)。

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