市场观察:向H.264过渡将推动视频IC快速增长

标签:H.264视频IC
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        数字视频编码和解码芯片目前需求量很大。在未来几年里,这种芯片的市场将更加强劲地增长。推动这个市场增长的因素有三个:一个是全球范围的从模拟电视向数字电视的过渡,这种过渡将刺激数字接收机和基础设施设备的需求;另一个因素是手机、便携式播放机和汽车内的移动视频功能日益流行;第三个因素是数字视频标准的持续发展将推动对提供高性能芯片的新需求。

  MPEG视频IC市场预测

  MPEG是国际批准的用于压缩、传输和解压缩数字、移动视频和音频信号的技术规范。这些技术规范允许把一个或者更多的基本音频和视频数据结合成一个能够轻松存储或者传输的信息流。目前,广泛应用的MPGE视频标准有三个:MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4。MPEG-4标准包含H.264标准,也称作MPEG-4高级视频编码(AVC)第10部分。每一个标准都有各种等级和类,有些是广泛应用的,有些不是广泛应用的。

  不同的产品使用MPEG标准的多个变化的版本。在某些情况下,新的标准能够实现在以前没有开发的市场中的视频捕捉和重放功能,如MPEG-4第二部分和移动设备等。有时候,一种新的MPEG标准会取代老的标准,如MPEG-2取代了MPEG-1。随着MPEG-4 AVC第10部分(或者H.264)正在出现在下一代蓝光光盘产品中,我们现在将看到另一个这种类型的过渡。在这种情况下,H.264将在许多线路连接的设备中取代MPEG-2,并且在便携式设备中取代MPEG-4第二部分。

  使用老标准的市场并不会都转换到新的标准,或者很快灭亡。因此,仅解码老标准的MPEG视频IC仍是需要的。许多新的视频IC能够处理比较新的和比较老的标准。然而,随着时间的推移,MPEG-2和MPEG-4编码和解码IC未来的出货量将持平或者将下降,而H.264编码和解码IC将以更高的速度增长。MPEG-2和MPEG-4编码/解码IC市场的销售收入将下降,因为在这个领域有许多竞争者和巨大的价格压力。

  虽然H.264 IC市场的平均销售价格将下降,但是,出货量的增长将推动销售收入的增长。包含MPEG-4第二部分和MPEG-4 AVC第10部分的移动MPEG-4市场的出货量也将强劲增长,到2011年的出货量将达到15亿个。推动增长的主要因素是它为移动手机增加了视频功能。图1显示In-Stat对MPEG视频IC市场出货量和销售收入增长的预测。MPEG视频IC市场的扩张将增加MPEG视频IC供应商的数量。H.264标准的出现催生了Ambarella和Horizon半导体等公司有自己的MPEG-2编码器的内部资源。在许多情况下,这些内部的编码器都采用多芯片设计,使用ASIC、FPGA或者DSP芯片运行专有的编码算法。领先的专业和广播级MPEG-2编码器IC供应商是Magnum(由于它最近收购了LSI Logic公司的这项业务)和NTT电子公司。

MPEG视频IC市场出货量和销售收入预测

        图1  MPEG视频IC市场出货量(单位:10亿)和销售收入(单位:百万美元)预测。  数据来源:In-Stat

  消费级MPEG-2编码器通常用于拥有模拟视频输入的产品中,作为存储数字视频的一种方式。这些产品包括DVD录像机、单独的个人视频录像机、具有个人视频录像机功能的数字有线电视机顶盒、具有个人视频录像机功能的PC电视调谐器产品以及连接到一台PC的内部或者外部视频编辑产品。

  表1  H.264标准包括各种数字视频应用的不同质量的格式。(来源:MPEG行业论坛)

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  卫星和数字地面机顶盒仅接收数字节目。因为这种信号已经进行了数字化处理和压缩,这些机顶盒能够把接收的视频流直接记录到硬盘,不需要MPEG-2编码器。

  销售消费级应用的MPEG-2 IC 的公司包括BroADCom、Conexant、富士通、Magnum、联发科技、Micronas、NEC、NTT电子、Sunplus、Vweb、ViXS Systems和Zoran。ESS技术公司已经停止出货MPEG编码解码IC。

  H.264改善带宽效率

  H.264是最近开发的MPEG-4标准的一部分。H.264有四个应用广泛的类。表1说明了这些应用的类:用于移动设备和视频会议的Baseline Profile(基准类);用于广播电视和DVD的Main Profile(主类);用于传送和存储的Extended Profile(扩展类);用于内容创建的High Profile(高清类)。用于数字影院分辨率的四分之一通用中间格式(QCIF)有11个级别。大型行业组织DVB(数字视频广播计划)已经强制规定使用在兼容DVB的HDTV接收机中使用High Profile格式。蓝光合HD DVD标准也要求使用High Profile解码技术。

  H.264最终预计将比MPEG-2的效率高大约50%。在那个时候到来之前,这个效率也许低于50%。例如,能够以MPEG-2格式压缩到每秒2MB的视频流使用H.264只能压缩到每秒1~1.5MB。随着编码技术在未来几年的进步,H.264视频流最终将仅仅需要每秒1MB的带宽。

  在传输数率较低的时候,H.264压缩的视频可以发现的方块效应要比MPEG-2的方块效应少。与MPEG-2更大的固定方块(16 x 16像素)相比,可变化的方块尺寸(最小为4 x 4像素)更有助于减少可见的方块效应。H.264还有对压缩周期移动有帮助的多参考帧,以便提供替代的相机角度,用于平移运动和闭合。必须要进行编码的只有实际方块和预计方块之间的差别,这样,需要编码的字节就比较少。H.264还使用内部评估功能,通过查看临近方块中相邻的像素来预测一个方块。再说一次,只有实际块与预测块之间的差别才需要进行编码。在拥有空间冗余的平面背景中,内部评估是有用的。

  H.264有若干个市场。包括地面、有线电视和卫星和电信公司在内的广播服务提供商都在使用H.264节省带宽。DVD论坛和蓝光光盘协会已经选择H.264作为事先录制好的高清晰度分辨率媒介的一种高效率的压缩方案。个人视频录像机和DVD录像机可以使用H.264在一个光盘上压缩更多的视频。要更有效地利用带宽,媒体网关在把这些视频在家中进行无线传输之前可能会把MPEG-2视频流转换为H.264格式。最后,H.264用于向移动设备传送视频内容。

  H.264编码器的主要供应商是Ambarella和Magnum(在收购LSI Logic交易完成之后)。NTT电子今年正在进入H.264编码器市场。Thomson正在为自己的专业编码产品开发IC。

  用于消费应用的H.264编码器

  因为专业和广播级市场规模很小,许多H.264编码器IC供应商也在追逐消费市场。例如,Ambarella把重点放在了高清晰度摄录机方面。其它企业正在寻求机顶盒的编码和代码转换的商机。

  代码转换和编码器主要用于设备、高级机顶盒和数字电视机的远程传输和数字媒体适配器功能。个人视频录像机和蓝光光盘录像机等具有记录功能的消费电子产品也许使用代码转换在家庭内部无线传输内容或者把这个内容传送到便携式设备。如果用作家庭媒体服务器,PC也有这种能力。然而,PC市场中的机会也许是短暂的。随着多核处理器提高处理能力,PC中对单独编码器IC的需求将减少。

  视频捕捉设备中的编码IC的需求正在增长。索尼和松下已经共同为高清数字视频摄像机建立了AVCHD(高级视频编解码器高清)格式。这个格式使用H.264作为编解码格式,支持在8cm DVD光盘上记录1080i和720p视频。索尼和松下已经推出了AVCHD摄录机。松下认为,2007年日本销售的摄录机有50%是高清晰度的摄录机。

  标准清晰度的H.264编码器IC在视频监视、视频电话和网络摄像机等应用方面仍有一席之地。这些IC的价格较低,每个协处理器大约10美元。包括一个处理器的系统芯片价格高一些,如高清晰度H.264编码器IC,销售价格约30美元。由于In-Stat的预测包括所有类型的编码器和编解码器,随着更多的高清晰度编码器芯片出货量的增长,这些芯片的平均销售价格在2007年会上涨,而在2008年将下降。这种趋势在2011年之前将继续下去。

  用于移动应用的MPEG-4格式

  MPEG-2第二部分的原来的目的是允许窄带视频应用。因此,这个格式能够让176 x 144像素的低分辨率以每秒48~64KB的速度传输。MPEG-4能够根据接收设备的处理能力和带宽升级自己的性能。

  MPEG-4不是把图像分为许多方块进行编码,而是根据不同的规则处理一个图像的每一个组件,如背景和/或者一个物体在背景上的移动。因为MPEG-4能够单独地操作物体,一个用户可以点击一个移动视频图像中的某些东西以接收有关的信息。

  MPEG-4第二部分有许多标准和级别,因此它支持广泛的应用。简单类和高级简单类目前是应用最广泛的。H.264在未来几年将超过MPEG-4第二部分标准,这在电视传输中已经发生了。但是,许多移动网络仍在使用MPEG-4简单类用于蜂窝网络视频传送。

  许多以简单类为基础的用于移动应用的MPEG-4 IC目前增加了H.264基准类。具有视频捕捉和重放功能的手机的增长推动了许多公司为这个市场开发IC。许多中国的MPEG IC公司在2006年都推出了自己的第一种产品。

  在移动设备中编码或者解码MPEG-4格式数据的IC有很大的区别。有些是只是配置图形和媒体功能的媒体处理器,有些是配置能够处理额外工作量CPU的应用处理器。视频功能甚至将集成到用于手机的基带处理器。然而,它们通常用于解码分辨率较低的视频。

  手机市场规模很大,以至于超过了任何使用移动MPEG-4解码技术的市场,In-Stat预测的其它市场包括便携式媒体播放机和数码静态相机市场。每一年都有越来越多的设备支持MPEG视频重放和视频捕捉。In-Stat预测称,到2011年移动MPEG-4 IC市场的出货量将达到10亿个,平均销售价格将下降。但是,随着多媒体功能集成到更高价格的应用处理器和基带处理器,平均销售价格的下降速度应该不会太快。

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