淺談未來的視頻依賴轉(zhuǎn)碼技術(shù)

?　摘要： 當(dāng)今視頻娛樂市場以內(nèi)容為王，能夠?qū)崟r轉(zhuǎn)換任意格式的視頻內(nèi)容是未來市場發(fā)展的一個核心趨勢。即使不被眾人所了解，但是視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)必將得到廣泛的使用。視頻轉(zhuǎn)碼是指將某一視頻格式轉(zhuǎn)換為另一視頻格式的過程，通常都是先將視頻暫時解碼，然后重新編碼成需要的格式和數(shù)據(jù)編碼速度。
　　關(guān)鍵詞： 視頻轉(zhuǎn)碼；MEPG-2；H.264；DSP
　　當(dāng)今視頻娛樂市場以內(nèi)容為王，能夠?qū)崟r轉(zhuǎn)換任意格式的視頻內(nèi)容是未來市場發(fā)展的一個核心趨勢。即使不被眾人所了解，但是視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)必將得到廣泛的使用。視頻轉(zhuǎn)碼是指將某一視頻格式轉(zhuǎn)換為另一視頻格式的過程，通常都是先將視頻暫時解碼，然后重新編碼成需要的格式和數(shù)據(jù)編碼速度。
　　IDC分析指出了三種主要的轉(zhuǎn)碼需求：不同視頻格式間的轉(zhuǎn)換，例如從MPEG-2或者M(jìn)PEG-4轉(zhuǎn)到H.264；內(nèi)容傳輸，改變比特率滿足不同網(wǎng)絡(luò)帶寬或者設(shè)備播放速度的需求；清晰度，將高清視頻轉(zhuǎn)為標(biāo)清甚至更低的清晰度，后者反向處理。典型的例子是，為了進(jìn)行編輯并將信息上載到網(wǎng)站（例如 YouTube）而將視頻從攝像機(jī)傳輸至 PC 的應(yīng)用。視頻數(shù)據(jù)傳輸時，代碼轉(zhuǎn)換也正在進(jìn)行；例如從攝像機(jī)（AVI 格式）到 PC（用于編輯的 MPEG-2；用于存儲的 MPEG-4）再到網(wǎng)站（H.263/H.264/Flash/等）。如果要在 PC 上觀看網(wǎng)站上的文件，則需再次執(zhí)行代碼轉(zhuǎn)換使其能在 RealPlayer 或 Windows Media Player 上播放。
　　轉(zhuǎn)碼的市場需求
　　視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)的發(fā)展及不斷增加的需求與廣播電視數(shù)字化進(jìn)程密切相關(guān)，目前轉(zhuǎn)碼技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域是數(shù)字電視廣播和數(shù)字媒體前端處理。 “其實，多解碼芯片的應(yīng)用只是在‘看’節(jié)目上應(yīng)用，它讓設(shè)備可以支持多種類型的信號源?！?a href='http://www.wenjunhu.com/tags/富士通/' target='_blank' class='arckwlink_none'>富士通市場經(jīng)理黃自力指出：“但有時有些場合只需要一種信號源，比如有線電視的前端，最好采用同一格式播出節(jié)目，這時候就需要將一部分節(jié)目的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換?！?br /> 　　當(dāng)前大量數(shù)字視頻節(jié)目為MPEG-2格式，而許多新的播放設(shè)備為提高傳輸和存儲效率而采用諸如MPEG-4H.264 RealVC-1AVS等高級數(shù)字編解碼格式，因此源于MPEG-2的轉(zhuǎn)碼技術(shù)已大量采用，而對與此相關(guān)的高清晰度轉(zhuǎn)碼的要求也越來越高，特別是實時轉(zhuǎn)碼技術(shù)及其實現(xiàn)手段的提高。
　　另外，在硬盤錄像機(jī)里，在MPEG-2格式時候占用硬盤空間太多，一部高清電影要占8G左右的硬盤空間，這就需要轉(zhuǎn)成更高壓縮比的H.264格式，從而擴(kuò)大容量，節(jié)省硬盤的投入成本，同時也可以降低整機(jī)的重量和體積。像富士通的MB86H52就可以在保證節(jié)目質(zhì)量不變的情況下，最大達(dá)到5倍的容量擴(kuò)展。
　　還有一些場合下，比如利用網(wǎng)絡(luò)來傳輸節(jié)目，MPEG-2就需要占用較大的帶寬，如果帶寬有限，就可以將MPEG-2的信號轉(zhuǎn)成H.264的信號，用較小的帶寬來進(jìn)行傳輸，并且還可以進(jìn)一步利用視頻轉(zhuǎn)碼處理器降低H.264信號的碼率，使之能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸。
　　轉(zhuǎn)碼技術(shù)將用來滿足更廣泛領(lǐng)域的數(shù)字視頻多制式轉(zhuǎn)換需求，不僅應(yīng)用于包括視頻廣播轉(zhuǎn)碼、媒體網(wǎng)管、多會議單元 、醫(yī)療影響和視頻監(jiān)控等商用產(chǎn)品中，而且也將用于包括數(shù)字媒體適配器、高清視頻會議終端、高級數(shù)字機(jī)頂盒、IP視頻電話和高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等消費類產(chǎn)品。如圖1所示，在商用產(chǎn)品中轉(zhuǎn)碼技術(shù)支持更高密度非常必要，而在消費類產(chǎn)品中轉(zhuǎn)碼技術(shù)的單片高性價比則必需。
　　黃自力也指出：“轉(zhuǎn)碼設(shè)備的應(yīng)用市場還是很大的，新的應(yīng)用還將被不斷開發(fā)出來?！?br /> 　　轉(zhuǎn)碼技術(shù)的實現(xiàn)
　　視頻轉(zhuǎn)碼市場已經(jīng)開始吸引了不少數(shù)碼設(shè)備廠商和半導(dǎo)體公司的關(guān)注。前者出于市場實際需求的考量，一般都自行開發(fā)出從MPEG-2到H.264的ASIC轉(zhuǎn)碼芯片并集成在產(chǎn)品中。例如松下的HDD錄像機(jī)DIGA系列采用了自己開發(fā)的UniPhier芯片，可以在錄制節(jié)目的時候?qū)?7Mbps基于MPEG-2的數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換成5.7Mbps的H.264格式，從而大幅提高了視頻錄制時間。日本的索尼和日立等公司也在2007年推出了采用自有芯片的具有轉(zhuǎn)碼功能的產(chǎn)品。
　　隨著半導(dǎo)體公司對轉(zhuǎn)碼技術(shù)的興趣提升，支持MPEG-2、H.264、VC-1等多種格式轉(zhuǎn)換的新品也在去年陸續(xù)面市。但是策略也不完全相同，目前轉(zhuǎn)碼技術(shù)的實現(xiàn)手段有偏向軟件和硬件兩種，前者通常采用高速計算機(jī)或者高性能的DSP，后者一般采用專用ASIC或者FPGA。談到這幾種方案的區(qū)別，TI通用DSP業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理鄭小龍認(rèn)為：“數(shù)字視頻編解碼及轉(zhuǎn)碼的應(yīng)用中高端DSP在實時處理中始終是主力平臺。在基本的媒體處理平臺中，ASIC類芯片一旦設(shè)計完成交付流片，則各種功能均不能再改變；FPGA雖屬有硬件可編程器件，但如果硬件設(shè)計完成并制板之后，就很難再有大的改動；DSP作為嵌入式軟件可編程平臺所備受關(guān)注之處在于全面支持各種視頻標(biāo)準(zhǔn)算法，即便是已完成產(chǎn)品仍可以通過軟件更新的方法進(jìn)行升級?！?br /> 　　TI支持多格式的高清多媒體處理器DM6467是一個包含多個處理器和核心的SoC，不是多個并行處理單元的羅列。DM6467中主要視頻處理核心為高速高清協(xié)處理器（HD-VICP）、高速DSP和視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換引擎三個部。其中HD-VICP 通過編碼和解碼兩片專用加速器實現(xiàn)了相當(dāng)于 3 GHz 以上的 DSP 處理能力，支持 HD 1080i H.264 高類轉(zhuǎn)碼；高速DSP采用主頻為600MHz的C64+核，輔助支持H.264 高清編解碼和轉(zhuǎn)碼時，所耗費時鐘低于300MHz，且DSP應(yīng)用非常靈活，既支持早期算法，也支持新算法以及專有算法。視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換引擎具有視頻下垂直調(diào)節(jié)器能降低 DSP 負(fù)載，色度采樣在硬件中完成，并有菜單覆蓋功能。DM6467還集成有300MHz的ARM9核心，可以支持多種嵌入式實時操作系統(tǒng)，并實現(xiàn)各種主控和管理工作。
　　
　　圖1 多數(shù)和視頻相關(guān)的消費電子和商用產(chǎn)品將采用轉(zhuǎn)碼技術(shù)資料來源：TI公司
　　
　　圖2 TI支持多格式的高清視頻轉(zhuǎn)碼處理器DM6467
　　Broadcom公司去年發(fā)布了采用65納米制造的高清視頻轉(zhuǎn)碼單芯片解決方案BCM7043。