移動(dòng)視頻品質(zhì)：媒體網(wǎng)關(guān)解決方案之革新

移動(dòng)視頻品質(zhì)：媒體網(wǎng)關(guān)解決方案之革新

多年以來(lái)，消費(fèi)者在電信產(chǎn)品和服務(wù)方面一直扮演著“逆來(lái)順受”的角色，新產(chǎn)品開發(fā)的主動(dòng)權(quán)通常掌握在產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員和服務(wù)提供商手中。但是，客戶定義的應(yīng)用正在推動(dòng)這一趨勢(shì)的轉(zhuǎn)變。視頻電話便是其中一個(gè)很好的例子，很明顯，移動(dòng)視頻時(shí)代已距離我們不遠(yuǎn)了。

設(shè)想一下，正如 YouTube 這樣的視頻共享網(wǎng)站所引發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)視頻革命。這類網(wǎng)站成功的原因很簡(jiǎn)單：用戶可以非常輕松地共享視頻并參與社區(qū)活動(dòng)，更重要的是，它從互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)中獲得了巨大的惠益。換句話說，只要你擁有瀏覽器，便可以免費(fèi)獲得你需要的資源！

事實(shí)上， Infonetics 的一份關(guān)于 IP 多媒體子系統(tǒng)（IMS）的最新報(bào)告顯示，一半以上接受調(diào)查的服務(wù)提供商均計(jì)劃在未來(lái)12 至 18 個(gè)月中部署視頻電話和融合移動(dòng)/固話服務(wù)。（IMS 計(jì)劃： 全球服務(wù)提供商調(diào)查，2009 年 8 月）。我們已經(jīng)看到了第一輪視頻服務(wù)的強(qiáng)烈需求，隨著未來(lái)一到兩年內(nèi)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)加劇，新的產(chǎn)品和服務(wù)勢(shì)必層出不窮。

如何在移動(dòng)視頻領(lǐng)域仿效此類成功？智能手機(jī)使人們能夠在移動(dòng)中共享或訪問視頻內(nèi)容。而這類服務(wù)若想得到廣泛普及，就必須能夠支持消費(fèi)者非常輕松地將視頻從移動(dòng)設(shè)備上傳至互聯(lián)網(wǎng)。另外，在移動(dòng)設(shè)備上瀏覽視頻內(nèi)容時(shí)，視頻的清晰度必須與在電腦上播放時(shí)保持一致。

對(duì)于視頻網(wǎng)關(guān)而言，成功的關(guān)鍵因素在于為最終用戶提供的品質(zhì)質(zhì)量體驗(yàn) (QoE)、易用性和經(jīng)濟(jì)價(jià)格。

應(yīng)用的發(fā)展推動(dòng)市場(chǎng)的發(fā)展

隨著視頻市場(chǎng)的日趨成熟，應(yīng)用的數(shù)量將會(huì)不斷增加。2003 年的視頻會(huì)議（通過3G-324M 協(xié)議）和 2005 年的無(wú)線 (OTA) 電視是視頻市場(chǎng)上出現(xiàn)的第一批應(yīng)用。

無(wú)線電視在運(yùn)營(yíng)過程中不需要使用任何網(wǎng)絡(luò)帶寬。支持 DVB-H、T-DMB、1SEG 或 Qualcomm's MediaFlo 等標(biāo)準(zhǔn)的電話能夠解碼 UHF 或 VHF 頻段中的廣播 RF 信號(hào)。

在使用 3G-324M 協(xié)議時(shí)，視頻會(huì)議以 64kbps/秒的速度進(jìn)行傳輸。顯然，這種低帶寬連接提供的視頻品質(zhì)并不理想。雖然這一技術(shù)有助于啟動(dòng)移動(dòng)視頻服務(wù)的部署，但有限的帶寬意味著人們無(wú)法在圖像大小和幀速率方面獲得理想的效果。隨著全 IP 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，這種技術(shù)也將退出歷史舞臺(tái)。換言之，雖然許多系統(tǒng)仍可支持該技術(shù)，但其所支持的信道數(shù)量非常少。

那么，哪些應(yīng)用能夠推動(dòng)客戶需求及實(shí)際部署？

隨著 3G 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍日益擴(kuò)大，新應(yīng)用因具有較大的下行鏈路帶寬而將逐漸成為主流。視頻流是其中最常見的應(yīng)用之一。消費(fèi)者希望在旅途當(dāng)中訪問 YouTube 的視頻資源，而3G 網(wǎng)絡(luò)的普及使這一愿望變成了現(xiàn)實(shí)。

移動(dòng)視頻會(huì)議也許會(huì)有其它發(fā)展機(jī)會(huì)，但可能僅限于商務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域，例如，在組織“面對(duì)面”會(huì)議方面，移動(dòng)視頻會(huì)議尤其尤其具有重要價(jià)值?；蛟S，視頻共享更受消費(fèi)者的青睞。這種“見我所見”的應(yīng)用能夠與社交網(wǎng)站相融合，并具有“病毒式”的傳播效應(yīng)，更具發(fā)展?jié)摿ΑＤ贻p人喜歡隨時(shí)隨地拍照并將照片上傳到他們喜歡的社交網(wǎng)站上，更不必說上傳視頻了。試想一下，如果新應(yīng)用能夠支持人們實(shí)時(shí)上傳視頻，其發(fā)展?jié)摿Ρ貙⑹煮@人。無(wú)論是令人激動(dòng)的搖滾音樂會(huì)，還是海灘上看到的一些趣聞，青少年可以即時(shí)與家人和朋友分享美妙的瞬間。最后，用戶手中的手機(jī)就是一個(gè) 24*7 全天候在線的“電視臺(tái)”，能夠隨時(shí)將視頻傳送到其它手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)上。www.Qik.com 等網(wǎng)站已經(jīng)通過現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這些功能。

現(xiàn)在，一種被稱為“位移/易地播放（place shifting）”的新服務(wù)逐漸引起了人們的關(guān)注。Slingbox 促使這一概念逐漸流行，并被服務(wù)提供商納入了“三屏戰(zhàn)略”。電視、互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線服務(wù)提供商支持用戶從任意設(shè)備訪問電視節(jié)目或存儲(chǔ)的媒體。換句話說，如果您不在家中，服務(wù)提供商可以將您需要的廣播電視節(jié)目重新定向至其它屏幕，例如您的電腦或手機(jī)。

最后但同樣重要的一點(diǎn)是短信；令多媒體短信服務(wù)（MMS）信息適應(yīng)目標(biāo)設(shè)備。此外，還包括視頻郵件和視頻回鈴音。由于 MMS 歷來(lái)都是一項(xiàng)收費(fèi)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)部署了相應(yīng)的系統(tǒng)執(zhí)行信息調(diào)整（message adaptation），以提高短信的成功發(fā)送率和整體使用率。短信與其它應(yīng)用的主要區(qū)別在于它是非實(shí)時(shí)的，需要支持多種不同的格式。例如，一個(gè) H.263 視頻序列可以轉(zhuǎn)換成 GIF 動(dòng)畫，以便與低端電話兼容。

成功的限制因素：成本和品質(zhì)

移動(dòng)視頻服務(wù)發(fā)展的最大限制因素還是成本。運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中安裝的視頻網(wǎng)關(guān)仍然售價(jià)昂貴。如今，隨著許多新興市場(chǎng)的出現(xiàn)，人們開始設(shè)計(jì)獨(dú)立系統(tǒng)以解決這些新的視頻需求。這些專用系統(tǒng)通常借助 PC 服務(wù)器來(lái)構(gòu)建，以促使最初的設(shè)想盡快轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)成果。隨著這一塊市場(chǎng)的成熟，目前可處理語(yǔ)音流的核心媒體網(wǎng)關(guān)今后將進(jìn)一步集成視頻處理功能。

基于 DSP 的解決方案可使每一個(gè)信道都能實(shí)現(xiàn)最高的區(qū)域密度和最低的功率消耗。但是，只有能夠在一個(gè)設(shè)備上同時(shí)處理語(yǔ)音和視頻信息的 DSP 解決方案，才能帶來(lái)真正的成本節(jié)約。這種 DSP 解決方案有助于將每端口的價(jià)格降至一定的水平，以便運(yùn)營(yíng)商吸引更多的用戶?；?DSP 的解決方案還可提供其它優(yōu)勢(shì)，例如低延遲處理。

第二個(gè)限制因素與視頻品質(zhì)有關(guān)。即使移動(dòng)視頻服務(wù)是免費(fèi)的，其品質(zhì)若不能達(dá)到一定水平，消費(fèi)者也不會(huì)接受。與視頻品質(zhì)有關(guān)的問題包括：視頻格式?jīng)]有針對(duì)移動(dòng)設(shè)備屏幕優(yōu)化、圖像模糊不清或者信號(hào)提前中斷。

如果出于成本考慮必須選擇基于 DSP 的解決方案，那么該如何進(jìn)行選擇？功耗和品質(zhì)質(zhì)量體驗(yàn) (QoE)是需要人們著重考慮的兩個(gè)要點(diǎn)。

功耗也許是最重要的選擇標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗苯記Q定了刀片系統(tǒng)中可以支持的信道數(shù)量，可謂是降低系統(tǒng)成本的關(guān)鍵因素。目前市場(chǎng)上功效最高的解決方案可處理 5 個(gè)信道/瓦特（通用影像傳輸格式，每秒30 幀），這比標(biāo)準(zhǔn)的 PC 硬件要高 100 至 200 倍，到 2010 年，每瓦特處理的信道數(shù)有望超過 10 個(gè)。這種性能上的巨大飛躍主要得益于新型 DSP 設(shè)備的出現(xiàn)，該設(shè)備充分利用了多核及創(chuàng)新的自同步架構(gòu)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

如果解決方案僅具備出眾的經(jīng)濟(jì)高效性，而不能提供高水平的品質(zhì)質(zhì)量體驗(yàn) (QoE)，那么這款解決方案仍然毫無(wú)價(jià)值。在移動(dòng)領(lǐng)域提供較高的 QoE 的難點(diǎn)在于移動(dòng)設(shè)備種類多樣且繁雜，網(wǎng)絡(luò)資源可用性也在不斷變化。為了適應(yīng)各種不同的終點(diǎn)，視頻網(wǎng)關(guān)必須能夠動(dòng)態(tài)改變視頻編解碼、幀速率、圖像分辨率甚至是帶寬消耗等設(shè)置。

盡管多數(shù)解決方案能夠有效地處理編解碼和格式轉(zhuǎn)換問題，但是根據(jù)可用帶寬來(lái)調(diào)整視頻品質(zhì)卻是一項(xiàng)更為艱巨的任務(wù)。在移動(dòng)視頻領(lǐng)域，帶寬資源十分有限。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源或多或少發(fā)生變化時(shí)，可用帶寬可能會(huì)在會(huì)話期間發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。因此，視頻網(wǎng)關(guān)必須能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以適應(yīng)帶寬限制的變化。

大多數(shù)語(yǔ)音編解碼都是恒定比特率流 (CBR) ，而與之對(duì)應(yīng)的視頻流是可變比特率 (VBR)。這意味著如果一個(gè)圖像序列是以固定的品質(zhì)水平進(jìn)行編碼，則消耗的帶寬會(huì)根據(jù)每一幀的復(fù)雜度發(fā)生變化。因此，為了在具有相對(duì)固定帶寬的信道上傳輸一個(gè)視頻序列，視頻編碼器需要調(diào)整每一幀的品質(zhì)水平。視頻編碼器算法包括一個(gè)名為“比特率控制器”的組件，負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)確定每一幀的品質(zhì)水平。人們?cè)诒忍芈士刂破魃线M(jìn)行了大量研究，而且針對(duì)不同的應(yīng)用制定了不同的方法。因此，對(duì)于將一部好萊塢電影編碼至 DVD 以及進(jìn)行針對(duì)移動(dòng)視頻的實(shí)時(shí)通訊而言，兩者使用的算法存在極大的差異。DVD 編碼可以通過 "multi-pass" 編碼技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中編碼器可以進(jìn)行多次嘗試，最后選擇一個(gè)最佳的方法來(lái)編碼整部電影。而對(duì)于實(shí)時(shí)環(huán)境，通常只能根據(jù)以往的信息和經(jīng)驗(yàn)做出決定。

IVVR：高級(jí)服務(wù)鏈上的下一重要環(huán)節(jié)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，視頻網(wǎng)關(guān)解決方案將提供更先進(jìn)的功能。所以，目前的設(shè)備制造商或許會(huì)在其目標(biāo)企業(yè)領(lǐng)域重新定位自己的移動(dòng)視頻網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。銀行、政府、學(xué)校、零售商店以及許多其它機(jī)構(gòu)都在開發(fā)互動(dòng)式語(yǔ)音與視頻響應(yīng) (IVVR) 系統(tǒng)，以便與他們的客戶進(jìn)行交互。IVVR 系統(tǒng)極大地?cái)U(kuò)展了熱線支持領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。IVVR 可以支持客戶通過手機(jī)進(jìn)行呼叫，同時(shí)手機(jī)屏幕上還可顯示菜單選項(xiàng)、照片或其它信息，而不是單純地與語(yǔ)音系統(tǒng)進(jìn)行交互。當(dāng)您遇到計(jì)算機(jī)問題而呼叫技術(shù)支持熱線電話時(shí)，該系統(tǒng)可將相應(yīng)的視頻畫面?zhèn)魉偷侥氖謾C(jī)，向您展示如何打開機(jī)箱和安裝新的顯卡，這與單一的語(yǔ)音會(huì)話相比實(shí)現(xiàn)了顯著進(jìn)步。當(dāng)您呼叫銀行服務(wù)熱線電話時(shí)，您可以在保持通話的同時(shí)查看您不同賬戶的余額以及股票組合的走勢(shì)。IVVR 系統(tǒng)還支持為可能不具有網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的低端手機(jī)提供視頻服務(wù)。雖然智能手機(jī)在全球市場(chǎng)中的比例正逐漸增加，但低端手機(jī)仍占據(jù)著 80% 的市場(chǎng)份額。借助服務(wù)器端 IVVR 系統(tǒng)，運(yùn)營(yíng)商就可以為這部分用戶提供視頻服務(wù)。

要提供此類服務(wù)，DSP 解決方案必須提供非常強(qiáng)大的工具套件，而且該套件需要支持文本覆蓋、視頻流、畫中畫等功能。

下一步行動(dòng)

我們的最終目標(biāo)是為客戶提供出色的視頻服務(wù)。隨著 3G 網(wǎng)絡(luò)和高性能智能手機(jī)的普及，以及社交網(wǎng)絡(luò)所帶來(lái)的巨大市場(chǎng)機(jī)遇，視頻服務(wù)無(wú)疑將成為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的下一個(gè)必爭(zhēng)之地。對(duì)于語(yǔ)音服務(wù)而言，較差的通話品質(zhì)會(huì)直接導(dǎo)致客戶流失，而視頻服務(wù)仍然是一種相對(duì)新鮮的事物，因此目前品質(zhì)問題對(duì)客戶的影響并不明顯。各家運(yùn)營(yíng)商都在致力于提高每一用戶的平均收入 (ARPU)——他們已經(jīng)知曉，提供高品質(zhì)的視頻服務(wù)是吸引客戶的唯一出路。

在經(jīng)歷了第一輪視頻服務(wù)的沖擊后，下一步行動(dòng)是什么？下一輪視頻服務(wù)的發(fā)展將取決于不斷提高的終端性能，以及最新的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)。高清視頻的編碼和解碼工作將在終端設(shè)備上完成，因此視頻網(wǎng)關(guān)必須支持不斷增加的分辨率。手機(jī)中內(nèi)嵌的微型投影儀可以通過任意接口隨時(shí)隨地共享媒體內(nèi)容，這將促使更多的客戶使用視頻服務(wù)。最后，也是相當(dāng)重要的一點(diǎn)是，當(dāng) 4G 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn) 50 到100 MBit/s 的上行鏈路速率時(shí)，移動(dòng)高清視頻會(huì)議也許會(huì)在未來(lái)十年內(nèi)成為現(xiàn)實(shí)。

在下一輪視頻應(yīng)用革命中，不僅服務(wù)提供商需要對(duì)其網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)，媒體網(wǎng)關(guān)制造商也需要開發(fā)一流的視頻 DSP 解決方案，以滿足消費(fèi)者在品質(zhì)質(zhì)量體驗(yàn)（QoE）方面的需求。同時(shí)，他們還要節(jié)約成本并提高靈活性，為不斷變化的移動(dòng)領(lǐng)域提供更好的服務(wù)。

關(guān)于作者：

James Awad 是 Octasic Semiconductor 公司的產(chǎn)品經(jīng)理，在電信領(lǐng)域擁有 10 多年的豐富經(jīng)驗(yàn)。Awad 擁有加拿大蒙特利爾康考迪亞大學(xué)工程學(xué)學(xué)士學(xué)位，在 ASIC 設(shè)計(jì)以及分組網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音系統(tǒng)架構(gòu)方面有著深厚的背景。在 Octasic，他是回音消除、語(yǔ)音和視頻品質(zhì)方面的權(quán)威專家。

關(guān)于 Octasic

Octasic Inc.是全球領(lǐng)先的供應(yīng)商，能夠?yàn)槿诤线\(yùn)營(yíng)商、企業(yè)以及終端通信設(shè)備市場(chǎng)提供媒體和無(wú)線調(diào)制解調(diào)器處理芯片及軟件解決方案。Octasic開發(fā)的 VoIP 和多標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線基站 DSP 解決方案基于 Opus（一種獨(dú)特的無(wú)時(shí)鐘 DSP 架構(gòu)）而構(gòu)建，其品質(zhì)行業(yè)領(lǐng)先。Octasic的產(chǎn)品在密度和功耗方面表現(xiàn)優(yōu)異，可幫助下一代設(shè)備制造商顯著降低系統(tǒng)成本。Octasic 是一家成立于 1998 年的私營(yíng)企業(yè)，總部設(shè)在加拿大的蒙特利爾。