1.2.4 未来的音频/视频编码技术标准

随着H.264、WMV9等新一代技术的相继问世，随着中国AVS标准审议过程的推进，信源编解码技术及其芯片产品受到业界越来越多的关注。本节将分别从市场与技术两个层面简要介绍该市场的若干新动向。

1.新一代技术正在被市场广泛接受

新一代编解码技术与老一代技术相比，能够成倍提高数字视频信号的编码效率。在同等画面质量下，新一代技术能够节省至少一倍以上的传输资源或存储资源。如果在数字电视中使用新技术，则能在同等传输带宽资源下使节目频道数量增加一倍以上；如果在DVD播放机中使用新技术，则能在同一张光盘内多存储一倍以上的节目；如果在移动电视、视频手机中使用新技术，则能在低码率下显著提高画面质量。新一代技术将逐步取代MPEG-2，成为数字电视等大画面产品的编解码标准，且将逐步取代MPEG-4，成为移动电视等中小画面产品的编解码标准。

在卫星传输市场，如果使用新的卫星传输标准DVB-S2和H.264，则一台33MHz的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方案的传输能力。近期的卫星机顶盒国际市场已经反应出了此类需求。

在光盘机市场，DVD论坛在2004年批准将H.264、WMV9与MPEG-2一道确定为新一代蓝光DVD机HD DVD的编解码标准。其中，H.264 High Profile at Level 4被广泛采用。

随着3G网络及DVB-H广播的普及，基于移动电信网络和基于数字电视广播的两类手机电视市场已经迅速发展起来了。3G手机视频和音频随处可见，MPEG-4芯片（包含H.263 ASP和H.264）市场发展壮大。据统计，中国对此类芯片的市场需求将在2010年超过8000万片。

2.新一代技术的硬件实现

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。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，新一代的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。可喜的是，众多厂商都解决了这个问题，当前市面上的H.264的高清解码芯片已经种类繁多，特别是在无线视频监控领域。

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，你会惊喜地发现，其强大的计算能力还能实现若干全新的功能。

• 多路解码：能够实现高清解码的计算能力，可以实现至少两路标清解码。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，就可以将复用后的多个频道同时解码出来，经画面合成后再同时显示在屏幕上，实现画中画，给观众的收看与选台带来很多方便，且不会增加调谐器。现在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。

• 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2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.264的CIF编码，中档DSP可实现1路CIF编码、高档DSP可实现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价比。

• 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。

3.多模技术的实现路线

新一代技术面临的最大挑战是来自各种传统技术强大的市场惯性。各种视频压缩技术之间的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。然而，业界巨头们却对此类问题视而不见，硬是将不兼容的技术塞进了同一个平台。

当前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”地将兼容性的皮球踢给了芯片业界。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”，新一代技术找到了正确的市场策略。

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，芯片设计师们就要伤一番脑筋了。将这种能够在芯片级兼容多种编解码标准的技术称为“多模编解码技术”。

2004年12月以后的3个月间，各大公司推出了4款高清解码芯片产品的样片。它们分别是Broadcom公司的BCM7411、Conexant公司的CX2418X、STMicroelectronics公司的STB7100和Philips公司的PNX1700。另外，Sigma Design公司也公布了定于2005年3月上市的EM8620L的资料。在这5款芯片中，除了个别产品外，大多数产品都能兼容MPEG-2和H.264，有些产品还能兼容WMV9；有些产品除了支持单路高清解码外，还支持双路标清解码。

分析这些产品的公开资料可以看出，在多模解码技术方面，大致采用了两类技术路线。

• 第一类技术路线：在原有MPEG-2解码内核的旁边加入一块H.264的解码内核，分别处理不同格式的码流。这种路线的优点是研发速度快，只要拿到H.264的高清解码内核，就能很快推出产品。其缺点是硬件消耗较大，而且较难适应更多的兼容需求，例如再增加对WMV9的需求。

• 第二类技术路线：在原有的SoC内核中加入一块专用的计算内核，专门承担最耗费计算量的数据处理。这种路线的优点也是研发速度快，只需研发少量专用电路。其缺点是增加了客户使用该芯片的难度，因为客户必须使用厂商提供的专用指令来操作这些专用电路，必须对包括H.264在内的基本算法有所了解。

对于中国企业来说，上述两种技术路线未必是最佳路线。因为中国的集成电路设计公司很少有此类技术积累。然而，“一张白纸”未必是坏事。我们应该能够找到一条新的技术路线，使用同一个硬件电路，再加上一点软件，实现这些互不兼容的信源编解码技术，且兼具高性能与使用灵活的优点。

2005年至2008年，信源编解码技术逐步实现了更新换代；高清视频设备、移动视频设备将率先使用新一代技术；标清数字电视等主流产品将具备多模解码能力，市场潜力巨大。希望我国的集成电路设计企业能够联手电视设备厂商，共同把握住这个市场机会，提升国内数字视频行业的技术实力。