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谁将赢得音视频标准的下一场战役？

http://cn.newmaker.com 4/17/2006 9:07:00 AM 佳工机电网

音视频编解码技术经过10多年的发展，目前该领域出现了多种互不兼容标准共存的现象，而且在未来相当长一段时间内这种局面都将继续维持。此报道从应用角度出发，对当前在中国最受关注的几种标准的发展趋势进行梳理，并用不少笔墨探讨了本土相关标准AVS的产业化前景。

数字音视频产业作为电子信息产业的重大组成部分之一，近年来的发展势头不容小觑。有数据预测，到2008年，中国数字音视频产业年产值将达9,000亿元，超过通信产业跃居信息业首位；而到2010年，音视频产业更将达到1.5万亿元，成为国民经济的第一大支柱。

中国信息产业的大踏步前进，使得中国成为众多数字音视频产业巨头的竞技舞台，而以音视频编解码核心技术为基础的行业标准，一直以来都是该领域的“兵家必争之地”。当前音视频编解码技术发展的理想方向，应当综合现有压缩编码技术，制定全球统一标准，使信息管理系统具有普遍的互操作性并确保未来的兼容性。但现实情况却是：音视频领域存在多种互不兼容的标准，在未来相当长一段时间内这一局面仍将继续维持。对此，汤姆逊(北京)集成电路研发中心的总监王识霖表示：“从理论上讲，音视频领域不排除搞一个大一统的方案，把所有过去、未来的需求都考虑进去的可能。但是从工业实践来看，这样的方案在实现的性价比上不会比那些虽然涵盖面较窄但针对性强的方案更有效。”而杰得微电子的商务拓展经理罗霖更是从商业角度一针见血地指出：“音视频领域存在多种标准有其历史原因，不同的标准代表了不同的利益。”

鉴于这种状况，本文将从应用的角度，梳理当前在中国最受关注的几种音视频标准的发展趋势，并用不少笔墨探讨本土相关标准AVS的产业化前景。

应用领域重叠，造成标准竞争激烈

从1948年信息论之父C.E.Shannon在论文中第一次给出信息墒的数学表达式到现在，数据压缩技术已经发展了近60个年头。在这期间，各种算法层出不穷，尤其是近10多年来，音视频压缩算法的发展非常迅速，标准之争也最为激烈。

表1列举了目前几种最受关注的音视频编解码标准，从这里我们不难看出，各标准在制定之初所计划涵盖的应用领域出现了极大的重叠，而正是这种重叠，导致了目前音视频领域存在的激烈竞争。

从目前的情况来看，第一代音视频标准MPEG-2由于建立时间长、技术相对成熟、设备易用而且可靠性高，因而应用范围最广、影响最大。它不仅已被欧洲DVB-X、美国ATSC和日本ISDB数字电视标准所采用，而且主导着全球的激光视盘市场，其它新标准很难在短期内撼动其地位。此外，现在也有一些消息表明，MPEG-2的支持者正在进一步对该技术进行优化，努力提高其压缩效率。例如近期美国的Digigami公司就表示，在对720p/1080p的电影内容进行编码制成VBR文件的过程中，该公司的MPEG-2编码器所需码率仅为H.264编码器的2/3到1/2。由此可见，在过去以至于今后一段时间内，MPEG-2都将成为国际上最为通行的音视频标准。

由于无法撼动MPEG-2在成熟市场中的地位，第二代编码技术(例如MPEG-4、H.264等)在未来几年将会集中在新型应用领域中展开竞争。中兴通讯股份有限公司网络事业部的沈灿博士表示：“视频标准之争在流媒体业务上将表现的最为突出。”康佳集团的高级工程师陶显芳则认为，包括VC-1在内的新一代编解码标准在网络和手持电子产品中的竞争将最为激烈，而蓝光与红光DVD等音频产品的标准之争也不容忽视。

毫无疑问，各种标准竞争的重点将会集中在目前还没有形成单一标准垄断，而且市场潜力巨大的领域。王识霖指出：“这些领域有一个共同的特征，那就是传输带宽或存储空间资源相对紧张。”以数字电视为例，目前标清数字视频的原始数据率超过了200Mbps，而高清则超过了1Gbps，因此，压缩比就成为衡量某个标准的“基本指数”。对运营商来说，采用新一代编码标准远比采用老标准更具吸引力。

那么各种新标准的发展究竟如何呢？微软的WMV9格式在网络产品中一直颇为流行，而且蓝光光盘协会和DVD论坛也将其列为下一代高清晰度DVD格式的三大强制视频压缩格式标准之一，但是由于基于WMV9的SMPTE标准VC-1迟迟未获批准，所以产业化程度还无法与MPEG-4和H.264这两种成熟的专利标准相比。对于后两者的发展，业界目前普遍存在一种共识，那就是由于H.264在同等图像质量下，有较高的数据压缩比(比MPEG4高1.5倍)，而且在传输的过程中加入了差错技术，能够尽量弥补误码造成的影响，因此将替代MPEG-4，在更多的领域得到应用。LSI Logic公司消费类产品部门的营销副总裁Tim Vehling就表示：“我们最新的Zevio平台支持MPEG-1/2/4和H.264视频编解码，但是从长远角度考虑，我更看好H.264的表现。”

沈灿也表示：“在流媒体领域，H.264、MPEG4以及中国的AVS都是潜在的竞争对手。中国目前最得到认可的算法是H.264，因为2M的码流能带来DVD的效果，是目前网络上能普遍提供的带宽，达到了商用的要求。当然AVS、WMV9也能达到同样的效果，但是从目前的市场上看，H.264的使用者最多，是事实上的标准。”

AVS标准自去年12月6通过信产部批准后，其视频部分已于近期通过国家标准化管理委员会审批，正式成为国家标准，而音频、移动视频、系统、数字版权管理等部分也将相继得到审批。下一步AVS成功与否，关键就要看能够吸引多少内容供应商和芯片制造商的支持。

与现有标准相比，AVS在产业化实现上主要具备两大基本优势：

1. 建立时间较MPEG和H.26X系列晚，因此能够在仔细研究MPEG2和H.264等缺点的基础上进行开发(参见表2)。也正因为如此，AVS具有编码效率高、实现复杂度低的特点。目前AVS高清视频标准(AVS-P2)的编码效率与H.264相当，比MPEG-2高2倍；技术方案更为简洁，编码复杂度相当于H.264的30%，解码复杂度则相当于H.264的70%。此外，AVS所用的存储器更少，而内部处理带宽也更低。

2. 许可费用低。AVS标准提出的初衷就是为了回避国外标准高额的专利费用，保护中国厂商的利益。因而与解码设备2.5美元/台的MPEG2、0.25美元/台的MPEG-4以及每点播一个节目收取0.02美元的H.264相比，每台解码器1元(0.12美元)的专利费用相信对众多厂商和设备运营商而言极富吸引力。

除此之外，据AVS标准组相关人士介绍，AVS还兼容现有的MPEG-2标准，如果电视台采用该标准，那么基于MPEG-2的编辑和传输系统都无需进行改变。再者，AVS能够为音视频产业提供完整的信源编码技术方案，与H.264这种单一的视频编码标准相比，是一套包含系统、视频、音频、媒体版权管理在内的完整标准体系。

但是通过分析我们发现，AVS的发展之路仍存在一些障碍。首先，AVS虽然在技术上有所创新，但是在编码效率上并没有突破。一些业内人士认为：从技术上看，目前AVS 标准的视频部分可以算及格，因为它基本绕开了相关IP又不明显牺牲性能，但不能说有突破，还可以有更大的发展空间。

第二，产业参与度较低，产业化脚步缓慢。虽然AVS标准组希望借助开放解码IP核的方法吸引更多IC厂商，但是据了解，除了ST和少数几家本土IC公司正在进行相关研究，更多国际和中国的IC企业仍在观望之中。究其原因，一些本土IC企业表示，目前AVS没有实物应用参考，厂商对该新标准在稳定性和兼容性上的表现存在顾虑，企业投入风险大。

继AVS101和凤芯2号后，AVS专有芯片市场(尤其是编码器)一直未传来新的消息，而系统厂商在采用AVS芯片方面的工作似乎也没有什么新的进展。据一位AVS联盟卫星电视项目的负责人透露，目前卫星电视系统仍然采用‘转码器＋DSP’的实现方案，并未采用专有芯片。针对此种现象王识霖指出：“产业参与度低对AVS的产业化极其不利。产生这一结果的原因有二：一是传统惯性，二是政府还可以做更多工作。”

第三，推广力度有待加强。AVS标准组织在向运营商主动推广AVS技术、尽快推出成熟产品、演示AVS技术等方面做得还不到位。目前，不仅一些相关的本土系统厂商不知AVS为何物，而且很多在中国表现活跃的国际大型IC公司也表示对AVS标准知之甚少。虽然AVS标准组织成员普遍认为，当前最重要的是踏实做技术，产业化的工作应该交给行业自己完成。但是我们必须认识到，优秀的技术未必能够成功商业化，在算法本身不存在问题的前提下，市场接受度对标准的推动起到了举足轻重的作用。

因此，一些业内人士对AVS表示担忧，陶显芳用词犀利的说：“如果中国采用AVS标准可能会产生两种结果：第一，中国的音视频技术产品发展速度会变慢，中国的AVS芯片制造商将会长期靠政府‘眷养’，中国的音视频技术产品也将无法出口；第二，不利于中国企业与国外企业进行技术交流与合作，使国人失去一次与外国人竞争和学习的机会。”

但是无论如何，AVS国家标准身份的确定，无疑为AVS今后的发展起到了推波助澜的作用。AVS标准工作组的秘书长黄铁军就表示：“相关行业在选择标准的时候，应当首先考虑引用国家标准。”而面对市场的多标准压力，黄铁军则认为：“MPEG-2等标准虽然对某些应用领域存在影响，但是从总体上讲，目前中国的音视频产业还处在启动阶段，许多有关音视频应用的领域还没有展开，因此AVS标准的发展空间很大。接下来，我们马上会看到AVS在新一代光盘、网络电视、直播卫星以及手机视频这四个领域所取得的进展。”

总体而言，AVS的出现为整个中国音视频产业提供了一个本土标准，而且通过与国外标准组织的沟通，AVS很可能会走出国门，所有这些都为中国今后的研发创新开了一个好头。不过，AVS能否取得最终的成功，还要看其是否能够被行业接受，成为行业的事实标准。

中国本土A/V芯片偏向支持单一标准

在当前音视频新旧标准交替、市场不明朗的情况下，国际芯片厂商最新推出的编解码芯片，往往支持多个标准。这些芯片的实现方案大概分为两种：一种是传统的ASIC/ASSP硬解码方案；另一种则是借助DSP处理器实现的软解码方式。两种方案可谓各有千秋，前者在计算速度上占有优势，后者则在灵活性方面更胜一筹。由于种类繁多，此处就不一一枚举。

而仔细观察中国的芯片设计业，就会发现两个很明显的现象，一是音视频IC多采用硬解码方式；二是虽然其中不乏支持多标准者，但是更多的产品主要支持单一标准，应用针对性强、性价比好。从这些芯片的定位出发，我们也可以清楚的看到中国目前不同应用领域对各种标准的支持情况。

1 高清数字电视芯片仍以MPEG-2为主导

以下两个例子可以说明这一现象。北京海尔集成电路设计有限公司已经大规模量产的“爱国者III号”解码芯片Hi2010，内部就集成了MPEG-2解码器、数字信号处理器、微控制器、条件接收标准解扰电路、视频编码器等。而上海交大业也针对高清数字市场，推出符合MPEG-2 MP@HL高清级别的视频解码器专用芯片HD2201A，该芯片基于完全的硬件解码处理结构，最高解码速度高达80Mbps，并在硬件VLD译码、运动补偿和多级SDRAM控制等算法方面有所创新。

2 移动多媒体芯片拥趸MPEG-4

目前，中国本土IC厂商对移动多媒体领域的关注度很高，包括深圳安凯、上海杰得微电子、智多微电子以及方泰电子等在内的IC公司，都相继推出了支持MPEG-4标准的产品。例如杰得微电子的Z228应用处理器在内部集成了一个支持MPEG-4格式的硬件视频编解码器，硬件MPEG4全双工编解码器达到VGA(800x600)、每秒60帧，支持高达XGA(1024x768)分辨率的24位真彩双屏显示，并具有PMP功能；而西安联圣公司的ML-M0101系列MPEG4芯片，内部则以32位RISC为核心，集成了硬件解码电路，可硬件实现MPEG4格式码流的解码，并配合芯片内部集成的LCD显示﹑RGB输出﹑ISA接口等非常方便的实现MPEG4图像的解码与输出。

3 IP机顶盒领域H.264芯片逐渐成熟

正如前文沈灿所介绍，H264在流媒体领域被广泛认可，因而目前该领域的设备普遍支持H.264算法，国际芯片厂商的支持情况也很好。中国从事H.264编解码研究的IC公司从去年才开始展露头脚，现在正在从起步走向成熟。它们的产品目前主要面向IP机顶盒应用，例如富瀚微电子的ASIC芯片FH8600，支持H.264 Main Profile@Level 3，工作在54MHz时钟频率时可以对分辨率为720×480的视频流进行每秒30帧的实时解码。而上面提到的杰得微电子，也表示正在开发针对机顶盒应用的H264高清解码芯片。

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