更高的用戶會議體驗需求是視訊硬件技術(shù)發(fā)展的源動力

　　視訊業(yè)務(wù)發(fā)展至今，所有從業(yè)者只做了一件事情，就是滿足視訊業(yè)務(wù)用戶不斷提高的會議體驗需求，而正是這個需求的驅(qū)動，華為視訊花了十年時間走過了一條坎坷而充滿自信的硬件技術(shù)發(fā)展之路，從工控機架構(gòu)到嵌入式架構(gòu)，從分體終端到一體機終端，從標清到高清，從E1到IP，從電信級Mcu到Minimcu，從單流到多流，從H.261到H.264，每個需求的變化、架構(gòu)的變化、理念的變化都催生了一次次視訊硬件技術(shù)的革新，業(yè)務(wù)驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)的發(fā)展反過來也刺激了業(yè)務(wù)的革新。

　　DSP與ASIC之爭

　　在近十年視訊業(yè)務(wù)發(fā)展史中，所有從業(yè)者面臨了兩次最艱難的跨越，一個是從H.261到H.264，一個是從標清到高清，這兩次跨越實質(zhì)是運算量的跨越，也是所有研發(fā)者戰(zhàn)勝自己的兩次跨越。編碼器運算量的增加是每個硬件設(shè)計者必須正視和解決的問題。傳統(tǒng)媒體處理器DSP的主頻走到1GHz邊緣，各個DSP廠家似乎已經(jīng)竭盡全力，靠提高主頻增加運算能力的辦法在這兩次跨越中舉步維艱，曾幾何時，傳統(tǒng)媒體處理器DSP已經(jīng)窮途末路的論調(diào)甚囂塵上，的確，面對H.264高清，依靠單DSP實現(xiàn)編解碼器已經(jīng)不可能，傳統(tǒng)DSP的發(fā)展步伐已經(jīng)與視訊業(yè)務(wù)的發(fā)展不相適應(yīng)，面對這樣一種境地，有研發(fā)能力的視訊會議廠家不約而同都選擇了多片DSP編碼方案，這是一次艱難的跨越，也是一次無奈的跨越，少數(shù)廠家在這次跨越中獲得成功，華為就是其中之一，就在傳統(tǒng)DSP遭遇尷尬的同時，不少媒體ASIC廠家抓住了這個契機，研發(fā)出自己的單片編解碼器，這無疑也給少數(shù)研發(fā)實力偏弱的視訊會議廠家提供了喘息的機會，幫助他們完成了一次從標清到高清的傻瓜式跨越。這類ASIC芯片的目標市場是針對視頻監(jiān)控領(lǐng)域，單靠專業(yè)視訊會議市場根本支撐不起媒體ASIC的巨大的研發(fā)投入，媒體ASIC類芯片的定位無疑給視訊應(yīng)用帶來了太多的約束，單一編解碼協(xié)議的限制就是一個重大缺陷，根本無法很好的滿足視訊業(yè)務(wù)的靈活應(yīng)用需求。但不能否認，媒體ASIC方案短期內(nèi)會獲得成功。媒體ASIC方案降低了視訊會議產(chǎn)品的研發(fā)技術(shù)門檻，未來幾年行業(yè)的競爭將出現(xiàn)白熱化。長遠看，ASIC類方案并不能讓視訊會議廠家高枕勿憂，原因有二，其一，視訊業(yè)務(wù)的市場容量決定了ASIC廠家不可能為視訊業(yè)務(wù)量身定做芯片規(guī)格，它的業(yè)務(wù)方向仍然是視頻監(jiān)控市場，視頻監(jiān)控應(yīng)用與專業(yè)視訊有著較大的差別。其二，視訊業(yè)務(wù)是一個靈活多變的業(yè)務(wù)，一旦視訊業(yè)務(wù)出現(xiàn)新的業(yè)務(wù)，ASIC將面臨尷尬境地，ASIC的從業(yè)者大多是小廠家，媒體處理ASIC行業(yè)規(guī)模和視訊業(yè)務(wù)的特點決定ASIC將在視訊應(yīng)用領(lǐng)域下一輪競爭中敗北。傳統(tǒng)媒體處理器廠家在本輪與ASIC的對決中吸取教訓，德州儀器TI甚至也坦言，過去三年他們低估了高清視訊業(yè)務(wù)發(fā)展速度，不久的將來，這些傳統(tǒng)媒體處理器廠家會找到一個更好的解決方案，這個解決辦法一定具有軟件的靈活性，同時具備強大的媒體處理加速能力，現(xiàn)在這種跡象已經(jīng)越來越明顯。傳統(tǒng)DSP廠家的這次痛苦的蛻變將給媒體視訊應(yīng)用帶來生機。下一代視訊終端的解決方案會是什么?高清媒體SOC?多核系統(tǒng)?

　　高清SOC與多核時代還有多遠?

　　SOC(System - on - Chip)，媒體SOC至少應(yīng)該包含音頻編解碼系統(tǒng)、視頻編解碼系統(tǒng)、媒體前后處理及媒體加速系統(tǒng)、主控系統(tǒng)(CPU),視訊行業(yè)所有研發(fā)者都期待有這么一個強大的高清媒體SOC能夠滿足視訊業(yè)務(wù)的需求，SOC不是什么新概念，早期PHILIPS的Trimedia系列及TI的Davinci系列都是典型的媒體SOC，獲得一顆完備的高清媒體處理SOC，可能還需要一些時日，TI的產(chǎn)品路標中的Netra將值得期待。集視頻、音頻、數(shù)據(jù)處理于一身的高清SOC一定會出現(xiàn)，SOC有著與生俱來的優(yōu)勢，早期PHILIPS的Trimedia系列及TI的Davinci系列獲得的巨大成功的歷史證明，高清媒體SOC在未來幾年將扮演重要角色。INTEL最近推出的媒體SOC CE3100已經(jīng)能夠證明媒體SOC處理器將有著非常誘人的前景。

　　媒體SOC處理器 CE3100(摘自Intel CE3100 Datasheet)

　　個人計算機領(lǐng)域進入多核時代已經(jīng)不是什么新聞，專用媒體處理器的多核技術(shù)也不是什么新技術(shù)，多核技術(shù)的發(fā)展一定是在單核能力提升遇到障礙的時候，多核技術(shù)才會得到迅猛發(fā)展，視訊業(yè)務(wù)領(lǐng)域，媒體處理器現(xiàn)在正是處在這樣一個發(fā)展時期，相信媒體處理器廠家不會看不到用多片DSP實現(xiàn)編碼器這樣一個事實，我也相信眾多廠家不是不想提升自己的單核能力，而是沒有辦法，多核技術(shù)也許是硅晶時代滿足人們?nèi)找媾蛎浀男枨蟮淖詈笠徽袣⑹诛?，AMD、INTEL都作出了同樣的選擇，相信傳統(tǒng)媒體處理器廠家不會逆潮流而動。TI已經(jīng)將多核和SOC確定為發(fā)展方向。多業(yè)務(wù)融合是技術(shù)發(fā)展的趨勢，SOC與多核技術(shù)在下一代高清媒體平臺應(yīng)用中將大展拳腳。

　　PC技術(shù)的發(fā)展帶來的誘惑

　　上文提到個人計算機領(lǐng)域進入多核時代，媒體處理能力大幅提升，幾年前，在PC上完成CIF H.264編碼幾乎是神話，而現(xiàn)在，偉大的多核時代的來臨加上GPU技術(shù)的飛速發(fā)展讓PC上實現(xiàn)720P H.264編解碼成為可能，而且已經(jīng)有廠家發(fā)布類似產(chǎn)品，在PC上實現(xiàn)更高質(zhì)量個人視頻通信成為現(xiàn)實，PC上實現(xiàn)視頻通信的先天優(yōu)勢不用贅述。在不久的將來，PC架構(gòu)個人視頻通信將一片光明?？駸岬囊曨l通信需求蘊藏在現(xiàn)代年輕人無窮的欲望當中，火爆的視頻聊天是例證，騰訊在個人視頻通信領(lǐng)域?qū)⒋笥凶鳛?，傳統(tǒng)視訊廠家將繼續(xù)龜縮在傳統(tǒng)行業(yè)市場和虛幻縹緲的運營市場不能自拔。

　　1080P不是終結(jié)

　　1080P在視訊領(lǐng)域進入普及時代，尚需時日，我們的1080P編碼器還有太多的優(yōu)化空間。于是有人放言，視訊圖象十年內(nèi)止步于1080P，不清楚如此論調(diào)的真實依據(jù)，可是1080P并不是終極，1920×1080僅僅只是高清通用圖象格式(HD CIF),2006年NHK向SMPTE I23工作組提交了超高清電視(UHDTV)的圖像格式草案《Ultra-high definition television – Image parameter values for program production》。UHDTV已經(jīng)開始進入人們的視野，UHDTV的圖像格式分為UHDTV1(3840×2160)與UHDTV2(7680×4320)兩個層次，支持50 Hz、60 Hz及(60/1.001)Hz等幾種幀頻，系統(tǒng)采用逐行掃描，1分鐘的UHDTV2格式的圖像需占用194 GB的存儲空間，對如此巨大的數(shù)據(jù)量進行實時壓縮是一件很難想象的事情，我不敢預言什么時候能做到，但可以肯定的是，這一天不會太遙遠。視訊業(yè)務(wù)從SD CIF到1080P用了將近10年，從1080P(HD CIF)到UHDTV需要多長時間，應(yīng)該少于十年或許更短，視訊業(yè)務(wù)從業(yè)者何時能夠發(fā)布UHDTV視訊終端，取決于三個因素，其一，UHDTV分辨率攝像機從實驗步入商用;其二，超高清顯示技術(shù)的發(fā)展;其三，編碼技術(shù)的發(fā)展。至于用戶是否能夠接受這種奢侈的體驗，我想這個不會是問題。讓我們拭目以待。

　　FPGA應(yīng)用成為華為視訊硬件技術(shù)的重要內(nèi)容

　　上文提到DSP與ASIC存在競爭關(guān)系，其實準確的講，在圖象應(yīng)用領(lǐng)域，F(xiàn)PGA已經(jīng)絲毫不亞于DSP與ASIC，三足鼎立的局面已經(jīng)形成。FPGA經(jīng)過二十年的迅發(fā)展，F(xiàn)PGA技術(shù)的日漸成熟，F(xiàn)PGA的優(yōu)勢在于其強大的并行處理能力和豐富的DSP資源，其復雜計算性能遠遠超出傳統(tǒng)DSP芯片，F(xiàn)PGA低成本與靈活性優(yōu)勢也讓ASIC陷入尷尬境地，處在DSP與FPGA的夾縫中的ASIC將何去何從?FPGA在圖象應(yīng)用領(lǐng)域迎來新的生機，賽靈思CTO Bolsens在描述FPGA發(fā)展前景時這樣說"自1990年來，F(xiàn)PGA的成本降低了500倍、功耗降低了50倍、邏輯容量提高了200倍、速度快了40倍，預計到2010年，F(xiàn)PGA在價格上還會繼續(xù)降低5倍，容量會增大5倍，單位功耗會有多5倍的功能，另外速度還會提升5倍"。不得不提的是，DSP和媒體ASIC都必須面對一個平臺升級和移植的問題，這個問題給應(yīng)用廠家?guī)砹司薮蟮馁Y源投入，F(xiàn)PGA幾乎不存在這個問題，F(xiàn)PGA平臺具有極好的繼承性的擴展性。近些年來，華為視訊終端在FPGA圖象應(yīng)用投入重兵，在視頻前后處理、圖形加速、編解碼器技術(shù)做了相當?shù)募夹g(shù)積累。FPGA應(yīng)用將在下一代華為視訊終端硬件平臺中發(fā)揮重要作用。

　　高清攝像機技術(shù)成為兵家必爭之地。

　　在標清時代，視訊廠家研發(fā)自己的攝像機也許只是出于系統(tǒng)成本的考慮，很少有廠家想通過攝像機技術(shù)提升自己的圖象品質(zhì)，而到了高清時代，卻一反常態(tài)，所有視訊廠家都把高清攝像機的研發(fā)當成提升自己產(chǎn)品核心競爭力的試金石。標清視訊業(yè)務(wù)發(fā)展前期，攝像機在視訊系統(tǒng)成本中所占比例很高，由于技術(shù)門檻的原因，視訊行業(yè)會議室型攝像機幾乎被SONY、Canon、Panasonic壟斷，標清視訊業(yè)務(wù)發(fā)展后期，眾多視訊廠家已經(jīng)不甘心將這塊肥肉拱手相讓，已經(jīng)有不少廠家紛紛發(fā)布自己的攝像機，雖然這個階段大多數(shù)只是機芯與傳動結(jié)構(gòu)的簡單集成，但這是一種姿態(tài)，一種向?qū)I(yè)攝像機廠家叫板的姿態(tài)。2005年初，高清視訊業(yè)務(wù)已經(jīng)開始萌動，SONY、Canon、Panasonic卻遲遲沒有推出會議室型會議終端，也許是SONY、Canon、Panasonic低估了或者根本沒有考慮高清視訊業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，專業(yè)攝像機廠家過多關(guān)注低端消費電子、監(jiān)控行業(yè)、高端廣電需求，甚至固執(zhí)的認為高清視訊業(yè)務(wù)應(yīng)該在高清TV普及之后，以致于視訊會議廠家終于耐不住寂寞，以Lifesize為代表率先推出了自己的高清視訊系統(tǒng)，采用自己研發(fā)的高清攝像機，雖然圖象效果不盡人意，但是還是給視訊行業(yè)扔下了一顆重磅炸彈。開始涉足視訊業(yè)務(wù)的SONY終于認清形勢，推出了自己的EVI-HD1，而此時，大面板高清電視進入尋常百姓家已經(jīng)有一些時日，高清圖象捕獲前端技術(shù)商用滯后于高清顯示技術(shù)商用成為事實。而后就是眾多視訊廠家蜂擁而至，爭先恐后發(fā)布自己的高清產(chǎn)品，華為率先發(fā)布自己的全高清1080P產(chǎn)品，然而高清攝像機的發(fā)展仍然緩慢，真正的1080P攝像機鳳毛麟角，未來幾年，高清攝像機也許會繼續(xù)成為高清視訊業(yè)務(wù)繼續(xù)向前發(fā)展的瓶頸。國外視訊會議廠家已經(jīng)擺出一副單干的姿態(tài)，紛紛發(fā)布自己的高清攝像機研發(fā)計劃，作為國內(nèi)視訊行業(yè)老大，華為不會坐以待斃。高清攝像機和高清顯示是高清視訊業(yè)務(wù)發(fā)展的兩個先決條件，高清顯示已經(jīng)不是問題，高清攝像機成為兵家必爭之地，誰掌握了高清攝像機技術(shù)，誰就掌握了視訊業(yè)務(wù)的核心競爭力，高清攝像機必將跨越壟斷走向百家爭鳴;視訊業(yè)務(wù)也將走向百花齊放。這條路會很艱辛，充滿變數(shù)，充滿無奈，但也充滿自信。

　　小節(jié)

　　高清H.264產(chǎn)品在逐漸走向成熟，H.265預計2010年前后頒布，哪種硬件平臺和架構(gòu)會成為未來視訊行業(yè)的追逐熱點也許會一時難以確定，但是可以肯定的是，H.265頒布初期或者分辨率需求再次走高之后，從歷史經(jīng)驗看，DSP和媒體ASIC必然會出現(xiàn)無法滿足業(yè)務(wù)需要的相對比較長的過渡期，而價格不斷走低的FPGA必然在這個過渡期能有所作為，編解碼器平臺及技術(shù)必將持續(xù)成為關(guān)注熱點，正本必須清源，要想獲得好的圖象效果，提升攝像機前端處理技術(shù)是每個視訊從業(yè)者必須面對的問題。