H.264應(yīng)用于UT斯達(dá)康IPTV系統(tǒng)的實(shí)踐與IPTV音視頻編解碼技術(shù)的選擇
顧榮強(qiáng) 2007/06/21
IPTV業(yè)務(wù)中音視頻編解碼技術(shù)的現(xiàn)狀概述
當(dāng)前在IPTV業(yè)務(wù)中音視頻編解碼技術(shù)選擇呈現(xiàn)了三足鼎立的狀況，即MPEG4 ASP、H.264、AVS；其中MPEG4和H.264都是國(guó)際相關(guān)組織標(biāo)準(zhǔn)，AVS是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。作為IPTV產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)，中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通等電信運(yùn)營(yíng)商力推H.264，其對(duì)于音視頻編解碼技術(shù)的發(fā)展思路相似，近期統(tǒng)一H.264，包括新建招標(biāo)都采用H.264；同時(shí)對(duì)于AVS表現(xiàn)出了觀望態(tài)度，即表示將來也可能會(huì)要求IPTV設(shè)備商支持AVS。
相對(duì)于H.264和AVS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，MPEG4 ASP在流媒體和IPTV應(yīng)用市場(chǎng)中起步時(shí)間最早，因此產(chǎn)業(yè)化程度最成熟，因此得到了現(xiàn)階段的IPTV設(shè)備提供商的最廣泛支持。另外，國(guó)內(nèi)IPTV產(chǎn)業(yè)鏈中的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)廣電部門（內(nèi)容運(yùn)營(yíng)商）也因此傾向于MPEG4。在三者之中，AVS的產(chǎn)業(yè)化程度最低，H.264次之。
從市場(chǎng)角度來看，MPEG2產(chǎn)品技術(shù)最成熟，在國(guó)外IPTV市場(chǎng)應(yīng)用最廣泛，也得到了國(guó)內(nèi)數(shù)字廣播電視市場(chǎng)的認(rèn)可和廣泛應(yīng)用。而微軟的VC-1或WM9由于屬于國(guó)外廠商標(biāo)準(zhǔn)，因此無論是IPTV產(chǎn)業(yè)還是數(shù)字廣播電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來看，即得不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織的認(rèn)可，也不會(huì)得到國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商的有力支持。
IPTV產(chǎn)業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
首先，我們需要了解一下國(guó)內(nèi)IPTV產(chǎn)業(yè)中各種標(biāo)準(zhǔn)的含義。目前IPTV產(chǎn)業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)主要指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)由標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)）制定頒布；行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由主管部委制定頒布；企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由企業(yè)自己制定。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、推薦性標(biāo)準(zhǔn)。
目前IPTV產(chǎn)業(yè)中還沒有IPTV國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，信產(chǎn)部相關(guān)部門目前正在IPTV行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)在未來可能會(huì)成為IPTV國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；AVS屬于推薦性國(guó)家音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)在IPTV行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中得到推薦和引用。而中國(guó)網(wǎng)通和中國(guó)電信所制定的IPTV標(biāo)準(zhǔn)都屬于IPTV企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如果廣電部門也要制定相關(guān)的IPTV行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，那么它們的規(guī)范也會(huì)對(duì)IPTV音視頻編解碼技術(shù)選擇產(chǎn)生重要影響。
準(zhǔn)確的說，目前國(guó)內(nèi)IPTV產(chǎn)業(yè)中音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)主要是圍繞IPTV標(biāo)準(zhǔn)中選擇哪種視頻編解碼技術(shù)這個(gè)問題，音頻編解碼技術(shù)問題目前并沒有詳細(xì)的考慮和爭(zhēng)論。從目前看來選擇某一種視頻編解碼技術(shù)就必須支持其相應(yīng)的音頻編碼技術(shù)并不確定，視頻與音頻有相對(duì)的獨(dú)立性。
IPTV產(chǎn)業(yè)中音視頻編解碼技術(shù)選擇的市場(chǎng)分析
音視頻編解碼技術(shù)是數(shù)字化音視頻的關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用非常廣泛，涉及了數(shù)字電視、IPTV、手機(jī)電視、VCD/DVD播放機(jī)、其他各種數(shù)字媒體終端設(shè)備等行業(yè)。基于樸素的經(jīng)濟(jì)原因，使用國(guó)外的音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不僅會(huì)付出巨額的專利費(fèi)，而且標(biāo)準(zhǔn)作為產(chǎn)業(yè)鏈的最上游，直接影響芯片、軟件、前端設(shè)備、存儲(chǔ)、傳輸、終端設(shè)備等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。
AVS作為中國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)，不僅使中國(guó)企業(yè)避免專利費(fèi)的困擾，并且起著保護(hù)和促進(jìn)國(guó)內(nèi)數(shù)字化音視頻相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的戰(zhàn)略作用。正是在這種背景下，今年2月AVS被正式頒布為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并且繼視頻部分后，音頻、移動(dòng)視頻、系統(tǒng)、數(shù)字版權(quán)管理等部分將相繼審批、發(fā)布。基于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、IPTV政策、產(chǎn)業(yè)保護(hù)等眾多原因，國(guó)內(nèi)IPTV產(chǎn)業(yè)中音視頻編解碼技術(shù)的選擇不僅涉及到了IPTV設(shè)備提供商、電信運(yùn)營(yíng)商、內(nèi)容提供商、芯片提供商，還與內(nèi)容運(yùn)營(yíng)商、信產(chǎn)部、AVS等環(huán)節(jié)息息相關(guān)。
國(guó)家信產(chǎn)部作為IPTV行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定者，其標(biāo)準(zhǔn)工作是以保護(hù)國(guó)內(nèi)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展和促進(jìn)最佳社會(huì)效益為目的；并且AVS工作組本身就得到了信息產(chǎn)業(yè)部的重點(diǎn)支持，因此可以預(yù)見AVS將會(huì)作為IPTV行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)音視頻編解碼技術(shù)的基本選擇。目前AVS正處于從標(biāo)準(zhǔn)化到產(chǎn)業(yè)化的過程中，基于AVS的編解碼芯片，編碼器，機(jī)頂盒等等都還沒有產(chǎn)品化。
除了H.264的技術(shù)先進(jìn)性，國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商力推H.264的一個(gè)重要原因是認(rèn)為H.264回避了MPEG4向運(yùn)營(yíng)商的專利收費(fèi)，也就是說H.264的專利費(fèi)收取方式一舉驅(qū)散了原先籠罩在國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商頭頂上方的MPEG4向運(yùn)營(yíng)商收費(fèi)的陰影。所以即使在目前H.264成本比MPEG4成本更高的情況下，H.264仍然成為越來越多國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商的選擇。
回顧2002年，MPEG-LA公布了MPEG4的專利費(fèi)用，除了固定的編解碼器費(fèi)用，還要根據(jù)播放時(shí)間向內(nèi)容所有人及提供商收取相應(yīng)費(fèi)用收取IPTV運(yùn)營(yíng)商的相關(guān)費(fèi)用，這在業(yè)界引起了軒然大波，并直接成為了促進(jìn)H.264市場(chǎng)步伐的一個(gè)外部因素。2005年上半年，H.264專利池的擁有廠商們公布了將通過MPEG-LA和VIA Licensing 兩個(gè)授權(quán)代理商收費(fèi)的程序，并宣布將在2006年1月1日起正式收費(fèi)。然而令人失望的是，希望通過H.264來回避MPEG4針對(duì)IPTV運(yùn)營(yíng)的收費(fèi)的目的并沒有達(dá)到。更令人氣餒的是，兩個(gè)專利代理組織的存在也使得問題更加的復(fù)雜化，甚至可能導(dǎo)致專利使用者不得不同時(shí)面對(duì)這兩個(gè)組織，因?yàn)樗麄兏髯源硪徊糠謱＠麚碛姓摺?br />
雖然芯片廠商已經(jīng)知道H.264專利錯(cuò)綜復(fù)雜，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程還有待時(shí)日，不過它們顯然沒有預(yù)料到國(guó)內(nèi)IPTV市場(chǎng)上運(yùn)營(yíng)商和終端廠商對(duì)H.264的技術(shù)升級(jí)的渴求是那么迅速，從而顯得準(zhǔn)備略有匆忙；但是作為產(chǎn)業(yè)鏈的上游，芯片廠商們總是最早一批介入H.264領(lǐng)域的廠商。盡管它們自身并不情愿MPEG4芯片還未帶來足夠的利潤(rùn)就要被H.264芯片替代的情況出現(xiàn)，但是還是加快了H.264芯片的開發(fā)進(jìn)程。
市場(chǎng)環(huán)境對(duì)IPTV產(chǎn)業(yè)中音視頻編解碼技術(shù)選擇的影響分析
讓我們?cè)趤砜匆豢磳?duì)音視頻編解碼產(chǎn)業(yè)化程度影響最大的國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的廣電市場(chǎng)編解碼技術(shù)的選擇情況。中央電視臺(tái)數(shù)字電視頻道使用了國(guó)外的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。其原因，一是為了保證信號(hào)傳輸?shù)谋Ｕ娑龋琈PEG-2發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，技術(shù)比較成熟；二是為了版權(quán)保護(hù)，因?yàn)檠胍曇M(jìn)不少國(guó)外的數(shù)字電視節(jié)目?jī)?nèi)容，而對(duì)方比較認(rèn)同MPEG-2的編解碼標(biāo)準(zhǔn)，覺得這更能保護(hù)其版權(quán)。另外目前全國(guó)已有100多萬戶的有線數(shù)字電視用戶，也是使用了MPEG-2的標(biāo)準(zhǔn)，如果更換成AVS標(biāo)準(zhǔn)必然存在著一個(gè)機(jī)頂盒更換的成本問題。
從應(yīng)用的角度來觀察一下音視頻編解碼技術(shù)的市場(chǎng)狀況。在廣播和DVD應(yīng)用方面，MPEG2仍然處于主流，但是在移動(dòng)電視、視訊會(huì)議、視頻監(jiān)控以及可視電話方面，H.264、MPEG4的技術(shù)應(yīng)用較為廣泛。而從產(chǎn)品應(yīng)用層面來說，DVD是目前編解碼最大應(yīng)用市場(chǎng)，而下一階段的增長(zhǎng)動(dòng)力有望發(fā)生在移動(dòng)終端的視訊應(yīng)用領(lǐng)域，如手持設(shè)備收看數(shù)字電視、個(gè)人媒體播放器等等，在這些領(lǐng)域H.264相對(duì)于MPEG4更加應(yīng)用廣泛。
H.264得到了電信運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備提供商和的支持，無論是在IPTV領(lǐng)域還是其它應(yīng)用領(lǐng)域，H.264都具備了占居未來市場(chǎng)主流的地位。對(duì)于IPTV產(chǎn)業(yè)來說，H.264代替MPEG4以成定局，但是短期內(nèi)H.264的商用成本仍是一個(gè)不得不考慮的因素。由于AVS為國(guó)內(nèi)企業(yè)具有降低專利費(fèi)的優(yōu)勢(shì)，而且得到中國(guó)政府的支持，因此在中國(guó)的應(yīng)用情況值得期待。
綜上所述，多種編碼格式在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)共存是不可避免的，尤其是IPTV應(yīng)用領(lǐng)域，這是由于歷史、成本、商業(yè)模式等多個(gè)因素決定的。在這種情況下，如果有一個(gè)IPTV系統(tǒng)平臺(tái)能夠做到針對(duì)不同的編碼格式透明，那么將極大的降低運(yùn)營(yíng)商部署系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)和成本。值得一提的是，UT斯達(dá)康的奔流（RollingStream）正是這樣一個(gè)系統(tǒng)，不管編解碼格式如何演進(jìn)，該系統(tǒng)在傳輸層上與編解碼格式透明無關(guān)，目前兼容支持MPEG2、MPEG4、WMV、H.264，并可以迅速無縫升級(jí)支持AVS等其他的編解碼格式。目前UT和成熟的H.264頭端供應(yīng)商（如Tandberg等）進(jìn)行合作，已經(jīng)在RollingStream系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了基于H.264的各種業(yè)務(wù)，如直播電視、視頻點(diǎn)播、時(shí)移電視等。
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