市場觀察：向Ｈ．２６４過渡將推動視頻ＩＣ快速增長

數字視頻編碼和解碼芯片目前需求量很大。在未來幾年里，這種芯片的市場將更加強勁地增長。推動這個市場增長的因素有三個：一個是全球范圍的從模擬電視向數字電視的過渡，這種過渡將刺激數字接收機和基礎設施設備的需求；另一個因素是手機、便攜式播放機和汽車內的移動視頻功能日益流行；第三個因素是數字視頻標準的持續發展將推動對提供高性能芯片的新需求。

MPEG視頻IC市場預測

MPEG是國際批準的用于壓縮、傳輸和解壓縮數字、移動視頻和音頻信號的技術規范。這些技術規范允許把一個或者更多的基本音頻和視頻數據結合成一個能夠輕松存儲或者傳輸的信息流。目前，廣泛應用的MPGE視頻標準有三個：MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4。MPEG-4標準包含H.264標準，也稱作MPEG-4高級視頻編碼(AVC)第10部分。每一個標準都有各種等級和類，有些是廣泛應用的，有些不是廣泛應用的。

不同的產品使用MPEG標準的多個變化的版本。在某些情況下，新的標準能夠實現在以前沒有開發的市場中的視頻捕捉和重放功能，如MPEG-4第二部分和移動設備等。有時候，一種新的MPEG標準會取代老的標準，如MPEG-2取代了MPEG-1。隨著MPEG-4AVC第10部分(或者H.264)正在出現在下一代藍光光盤產品中，我們現在將看到另一個這種類型的過渡。在這種情況下，H.264將在許多線路連接的設備中取代MPEG-2，并且在便攜式設備中取代MPEG-4第二部分。

使用老標準的市場并不會都轉換到新的標準，或者很快滅亡。因此，僅解碼老標準的MPEG視頻IC仍是需要的。許多新的視頻IC能夠處理比較新的和比較老的標準。然而，隨著時間的推移，MPEG-2和MPEG-4編碼和解碼IC未來的出貨量將持平或者將下降，而H.264編碼和解碼IC將以更高的速度增長。MPEG-2和MPEG-4編碼／解碼IC市場的銷售收入將下降，因為在這個領域有許多競爭者和巨大的價格壓力。

雖然H.264IC市場的平均銷售價格將下降，但是，出貨量的增長將推動銷售收入的增長。包含MPEG-4第二部分和MPEG-4AVC第10部分的移動MPEG-4市場的出貨量也將強勁增長，到2011年的出貨量將達到15億個。推動增長的主要因素是它為移動手機增加了視頻功能。顯示In-stat對MPEG視頻IC市場出貨量和銷售收入增長的預測。MPEG視頻IC市場的擴張將增加MPEG視頻IC供應商的數量。H.264標準的出現催生了Ambarella和Horizon半導體等新興企業。同時，Rockchip、MtekVision和Chipnuts等公司在2006年首次出貨MPEG-4IC。許多傳統的MPEG-2視頻IC供應商依然強勢，MediaTek(聯發科技)再次成為最大的MPEG-2 DVD解碼IC供應商。LSI Logic是最大的MPEG-2編碼IC供應商，但是，這家公司已經將其消費者產品業務出售給了Magnum半導體。意法半導體是最大的MPEG-2 MP@ML機頂盒解碼IC供應商。

MPEG算法推動該技術的發展

MPEG的算法旨在讓編碼過程比解碼過程更復雜。雖然MPEG標準決定這種解碼的算法，但是，還有許多別的可行的解碼算法。開發編碼算法需要的時間和努力為進入這個市場制造了一個障礙。這個市場以前只有少量的幾家公司。隨著個人視頻錄像機和DVD錄像機等可記錄設備的增長，更多的Ic公司正在進入。在某些情況下，一些公司是購買MPEG編碼的知識產權，而不是自己開發這種技術。

MPEG-1標準適用于壓縮最大傳輸速度為每秒1.5MB的視頻數據。視頻分辨率大約相當于VHS錄像帶的分辨率：325×240像素。MPEG-1編碼用于視頻編輯，視頻CD編輯和監視功能。MPEG-1編碼技術在許多應用中已經被MPEG-2和MPEG-4所取代。

對于廣播和專業應用來說，MPEG-2MP@ML技術規范把圖像質量提高到了720×576像素。MPEG-2允許的數據傳輸數率變化范圍是每秒1～15MB。采用MPEG-2 MainProfile@High Level(MP@HL)技術規范，圖像質量會更好，將達到1920×1152像素。可變化的數據速率將提高到每秒80MB。

在編碼過程中，MPEG-2算法使用離散余弦變化(DCT)消除某些數據，從而減少重新構建一個視頻幀所需要的信息量。對于編碼來說，MPEG-2算法使用反離散余弦變換(iDCT)幫助重新構建這個視頻幀。此外，MPEG-2使用動態補償減少這個數據量，方法是減少一個圖像從一個幀移動到另一個幀沒有發生變化的部分。一個移動矢量顯示哪一個視頻字節能夠改變位置，不需要為每一一個幀存儲這個數據。

研究人員目前正在開發MPEG-21。這個標準中的壓縮技術與H.264標準中的壓縮技術類似。然而，這個計劃是要讓客戶端設備以低于主機或者第一次編碼的比特率接收視頻。當一臺客戶端設備請求一個視頻流的時候，它將告訴發送設備它能夠接收的比特率和分辨率，然后，將根據這些參數發送這臺主機編碼信息流的一個子集。這樣，在視頻傳輸的過程中就不需要多次編碼和解碼。研究人員目前仍處在測試這些想法的早期階段，我們預計這項技術的標準化還需要五年的時間。

用于不同市場的各種IC

我們可以把MPEG設備按照應用分類。內容生產者、廣播商和消費者使用編碼器能夠數字化和壓縮兼容MPEG的視頻和音頻。解碼器似乎都用于數字機頂盒、數字視頻播放機、數字電視機、數碼相機、手機和PC中，以解壓縮以前編碼的MPEG視頻和音頻信號。隨著MPEG編碼和解碼數量的擴展，還出現了一個代碼轉換機IC市場。這種代碼轉換機能夠把內容從MPEG-2格式轉變為H.264格式。

MPEG-2編碼器市場能夠分為廣播市場、中檔專業市場和消費者市場。廣播類型的設備使用的編碼器包括實時傳輸編碼器和視頻服務器以及視頻編輯系統的后期制作設備等。專業應用包括DVD編輯、專業視頻編輯和流視頻廣播系統。一般來說，用于廣播市場的MPEG-2編碼器是4:2:2類，而專業市場使用4:2:0類編碼器。

專業和廣播級MPEG-2編碼器IC供應商的數量較少。許多提供廣播和專業級設備的公司有自己的MPEG-2編碼器的內部資源。在許多情況下，這些內部的編碼器都采用多芯片設計，使用ASIC、FPGA或者DSP芯片運行專有的編碼算法。領先的專業和廣播級MPEG-2編碼器Ic供應商是Magnum(由于它最近收購了LSI Logic公司的這項業務)和NTT電子公司。

消費級MPEG-2編碼器通常用于擁有模擬視頻輸入的產品中，作為存儲數字視頻的一種方式。這些產品包括DVD錄像機、單獨的個人視頻錄像機、具有個人視頻錄像機功能的數字有線電視機頂盒、具有個人視頻錄像機功能的PC電視調諧器產品以及連接到一臺PC的內部或者外部視頻編輯產品。

衛星和數字地面機頂盒僅接收數字節目。因為這種信號已經進行了數字化處理和壓縮，這些機頂盒能夠把接收的視頻流直接記錄到硬盤，不需要MPEG-2編碼器。

銷售消費級應用的MPEG-2 IC的公司包括Broadcom、Conexant、富士通、Magnum、聯發科技、Micronas、NEC、NTT電子、Sunplus、Vweb、ViXS Systems和Zoran。ESS技術公司已經停止出貨MPEG，編碼解碼IC。

H.264改善帶寬效率

H.264是最近開發的MPEG-4標準的一部分。H.264有四個應用廣泛的類。說明了這些應用的類：用于移動設備和視頻會議的Baseline Profile(基準類)；用于廣播電視和DVD的Main Profile(主類)；用于傳送和存儲的Extended Profile(擴展類)；用于內容創建的High Profile(高清類)。用于數字影院分辨率的四分之一通用中間格式(QCIF)有11個級別。大型行業組織DVB(數字視頻廣播計劃)已經強制規定使用在兼容。DVB的HDTV接收機中使用High Profile格式。藍光合HD DVD標準也要求使用HighProfile解碼技術。

H.264最終預計將比MPEG-2的效率高大約50％。在那個時候到來之前，這個效率也許低于50％。例如，能夠以MPEG-2格式壓縮到每秒2MB的視頻流使用H.264只能壓縮到每秒1～1.5MB。隨著編碼技術在未來幾年的進步，H.264視頻流最終將僅僅需要每秒1MB的帶寬。

在傳輸數率較低的時候，H.264壓縮的視頻可以發現的方塊效應要比MPEG-2的方塊效應少。與MPEG-2更大的固定方塊(16×16像素)相比，可變化的方塊尺寸(最小為4×4像素)更有助于減少可見的方塊效應。H.264還有對壓縮周期移動有幫助的多參考幀，以便提供替代的相機角度，用于平移運動和閉合。必須要進行編碼的只有實際方塊和預計方塊之間的差別，這樣，需要編碼的字節就比較少。H.264還使用內部評估功能，通過查看臨近方塊中相鄰的像素來預測一個方塊。再說一次，只有實際塊與預測塊之間的差別才需要進行編碼。在擁有空間冗余的平面背景中，內部評估是有用的。

H.264有若干個市場。包括地面、有線電視和衛星和電信公司在內的廣播服務提供商都在使用H.264節省帶寬。DVD論壇和藍，光光盤協會已經選擇H.264作為事先錄制好的高清晰度分辨率媒介的一種高效率的壓縮方案。個人視頻錄像機和DVD錄像機可以，使用H.264在一個光盤上壓縮更多的視頻。要更有效地利用帶寬，媒體網關在把這些視頻在家中進行無線傳輸之前可能會把MPEG-2視頻流轉換為H.264格式。最后，H.264用于向移動設備傳送視頻內容。

H.264編碼器的主要供應商是Ambarella和Magnum(在收購LSI Logic交易完成之后)。NTT電子今年正在進入H.264編碼器市場。Thomson正在為自己的專業編碼產品開發IC。

用于消費應用的H.264編碼器

因為專業和廣播級市場規模很小，許多H.264編碼器IC供應商也在追逐消費市場。例如，Ambarella把重點放在了高清晰度攝錄機方面。其它企業正在尋求機頂盒的編碼和代碼轉換的商機。

代碼轉換和編碼器主要用于設備、高級機頂盒和數字電視機的遠程傳輸和數字媒體適配器功能。個人視頻錄像機和藍光光盤錄像機等具有記錄功能的消費電子產品也許使用代碼轉換在家庭內部無線傳輸內容或者把這個內容傳送到便攜式設備。如果用作家庭媒體服務器，PC也有這種能力。然而，PC市場中的機會也許是短暫的。隨著多核處理器提高處理能力，PC中對單獨編碼器IC的需求將減少。

視頻捕捉設備中的編碼IC的需求正在增長。索尼和松下已經共同為高清數字視頻攝像機建立了AVCHD(高級視頻編解碼器，高清)格式。這個格式使用H.264作為編解碼格式，支持在8cm DVD光盤上記錄1080i和720p視頻。索尼和松下已經推出了AVCHD攝錄機。松下認為，2007年日本銷售的攝錄機有50％是高清晰度的攝錄機。

標準清晰度的H.264編碼器IC在視頻監視、視頻電話和網絡攝像機等應用方面仍有一席之地。這些IC的價格較低，每個協處理器大約10美元。包括一個處理器的系統芯片價格高一些，如高清晰度H.264編碼器IC，銷售價格約30美元。由于In-Stat的預測包括所有類型的編碼器和編解碼器，隨著更多的高清晰度編碼器芯片出貨量的增長，這些芯片的平均銷售價格在2007年會上漲，而在2008年將下降。這種趨勢在2011年之前將繼續下去。

用于移動應用的MPEG-4格式

MPEG-2第二部分的原來的目的是允許窄帶視頻應用。因此，這個格式能夠讓176×144像素的低分辨率以每秒48～64KB的速度傳輸。MPEG-4能夠根據按收設備的處理能力和帶寬升級自己的性能。

MPEG-4不是把圖像分為許多方塊進行編碼，而是根據不同的規則處理一個圖像的每一個組件，如背景和／或者一個物體在背景上的移動。因為MPEG-4能夠單獨地操作物體，一個用戶可以點擊一個移動視頻圖像中的某些東西以接收有關的信息。

MPEG-4第二部分有許多標準和級別，因此它支持廣泛的應用。簡單類和高級簡單類目前是應用最廣泛的。H.264在未來幾年將超過MPEG-4第二部分標準，這在電視傳輸中已經發生了。但是，許多移動網絡仍在使用MPEG-4簡單類用于蜂窩網絡視頻傳送。

許多以簡單類為基礎的用于移動應用的MPEG-4IC目前增加了H.264基準類。具有視頻捕捉和重放功能的手機的增長推動了許多公司為這個市場開發IC。許多中國的MPEG IC公司在2006年都推出了自己的第一種產品。

在移動設備中編碼或者解碼MPEG-4格式數據的IC有很大的區別。有些是只是配置圖形和媒體功能的媒體處理器，有些是配置能夠處理額外工作量CPU的應用處理器。視頻功能甚至將集成到用于手機的基帶處理器。然而，它們通常用于解碼分辨率較低的視頻。

手機市場規模很大，以至于超過了任何使用移動MPEG-4解碼技術的市場，In-Star預測的其它市場包括便攜式媒體播放機和數碼靜態相機市場。每一年都有越來越多的設備支持MPEG視頻重放和視頻捕捉。In-Stat預測稱，到2011年移動MPEG-4 IC市場的出貨量將達到10億個，平均銷售價格將下降。但是，隨著多媒體功能集成到更高價格的應用處理器和基帶處理器，平均銷售價格的下降速度應該不會太快。