IPTV編解碼技術

IPTV業務簡介、編解碼技術的作用、各編解碼技術簡介以及主流編解碼方案。

IPTV業務簡介,編解碼技術的作用,編解碼技術的分類,套用情況比較,發展趨勢,

IPTV業務簡介

IPTV以IP網路為媒介,通過整合各個內容提供商,向用戶提供包括直播電視業務、VOD視頻點播業務、時移電視業務等高質量的視頻服務。

編解碼技術的作用

視頻節目在IP網路上傳輸首先需要編碼壓縮,以滿足當前的網路頻寬,因此,音視頻編解碼是IPTV的核心技術,選擇何種音視頻編解碼標準對IPTV套用有著重大影響。

編解碼技術的分類

IPTV採用的編解碼標準主要有MPEG-4H.264和我國具有自主智慧財產權的AVS三種,均為第二代信源標準。同第一代信源標準MPEG-2比較,MPEG-4的編碼效率是MPEG-2的1.4倍,AVS和H.264相當,都是MPEG-2的兩倍以上。

套用情況比較

MPEG-4標準
相對於H.264和AVS,MPEG-4標準起步時間最早,已經有相當長的一段時間作為發展基礎,因此MPEG-4產業化程度最高,是套用最廣泛的視頻編碼標準。雖然H.264在技術上比MPEG-4更為先進,但H.264的商用成本較高,MPEG-4晶片相對於H.264晶片具有一定軟硬體開發成本上的優勢,同檔次的H.264機頂盒價格比MPEG-4ASP機頂盒價格高出約300元到500元人民幣。另一方面,IPTV的節目內容主要來自於廣電系統,而廣電系統採用MPEG-2標準存儲節目內容,將MEPG-2格式的節目內容轉換成MPEG-4格式相對簡單,而轉換成H.264格式則相對複雜得多,成本也更高。MPEG-4需2Mbit/s的頻寬就可以達到標清效果,在3Mbit/s的頻寬條件下即可流暢播放視頻,並且質量良好、頻道切換時間在2s左右。中國網通在哈爾濱開展的IPTV業務就是基於MPEG-4編碼。
H.264標準
由於H.264是ITU-T和ISO/IEC共同提出的視頻編碼標準,並且在編解碼設備互通性上比MPEG-4要好,因此H.264已經成為當前IPTV視頻編解碼標準的發展趨勢。市場上眾多的主流編碼器廠家都支持H.264標準並已經進入商業套用階段。中國電信在上海開展的IPTV業務就是基於H.264編碼。
H.264的許可體系較MPEG-4更為友善的地方在部分格式將無償使用、基本層全員免費、提供了早期低價格許可等方面。H.264仍然對傳輸環節收費,雖然這種方式退化成按節目、按訂戶以及按本地發射台數來收費,但這對運營商來說仍然是難以接受的。對於中國的IPTV產業來說,使用H.264標準,除了每個編解碼器要交納0.02美元的費用外,每點播一個節目還需要交納0.02美元的費用,為此IPTV運營商每年將要支出數千萬人民幣的專利使用費。
AVS標準
決定選用何種標準的最大因素並不是技術問題,而是標準的專利授權問題。AVS標準同MPEG-4和H.264相比最大的優勢就在於專利使用費低,國際標準MPEG-4和H.264的專利授權問題讓IPTV運營商難以負擔,而AVS只對編解碼設備收取每台1元錢的專利費,並不對運營商收取任何費用。同時AVS的智慧財產權歸屬清晰,AVS的專利池包括了實施AVS標準需要的全部專利,用戶不需要再向MPEG-LA等專利機構取得任何授權。根據數據統計,IPTV運營商如果使用MPEG-4標準,平均每戶每年需支出80元人民幣左右的專利費用,如果使用H.264標準,平均每戶每年需支出40元人民幣左右的專利費用。截止2008年,我國有3.7億戶的固定電話用戶,假設全部轉化為IPTV用戶,IPTV運營商每年需要向國外標準支付的專利費將高達150億到300億元人民幣。通過使用AVS標準,將使運營商節省掉這筆巨額的專利費用,為我國IPTV產業的發展大大節省成本。
同MPEG-4和H.264相比,AVS由於起步最晚,產業化程度還不足。AVS的產業鏈初步形成,聯合信源和上廣電已經推出基於AVS標準的編碼器,編碼晶片還在測試中。解碼晶片已經可以量產,展訊、龍晶和博通等晶片廠商都推出了支持AVS的高清解碼晶片,另有多家機頂盒廠商可以提供支持AVS標準的IPTV機頂盒。
作為IPTV產業鏈中的重要環節,中國電信和中國網通等電信運營商對於採用何種音視頻編解碼標準的思路相似,都在力推AVS。中國網通已經明確表示今後將會在網通的IPTV系統中採用AVS標準。2007年10月,網通在大連的AVS-IPTV試驗網路驗收成功,首次實現了端到端的AVS-IPTV系統整合。試驗網路規劃用戶數為3500,VOD節目時長為3000小時,直播頻道數為60路,每個頻道60分鐘即時時移,3天節目回看,AVS節目碼率為1.3Mbit/s(視頻)。驗收結果表明基於AVS標準的IPTV系統及其設備已具備規模商用的能力。

發展趨勢

MPEG-4標準起步最早,商用條件最為成熟,是套用最為廣泛的音視頻編碼標準,但苛刻的專利收費限制了MPEG-4進一步的發展,同時由於IPTV對網路頻寬要求嚴格,國內MPEG-4編碼在3Mbit/s的頻寬下還達不到標清的圖像質量,因此MPEG-4被技術上更為先進、編解碼設備互通性更好、專利收費也相對更為公正的H.264標準取代已經成為IPTV產業發展的趨勢。但H.264也並不是十全十美的標準,正在面臨著AVS標準的激烈競爭。正如上邊所說的,AVS同MPEG-4和H.264相比主要具有以下優勢:
1)技術性能領先。AVS的編碼效率比MPEG-4高,與H.264相當,但實現複雜度低於H.264。
2)專利收費更為公正。只對編解碼設備收取每台1元錢的專利費,不對節目內容收費。
3)智慧財產權歸屬清晰。AVS融合了新技術和公開知識,必要專利數量不到相應國際標準的一半,並且絕大多數專利由中國會員貢獻。
截止2008年,AVS產業聯盟的會員單位已經達到26家,產業鏈正在逐漸成熟。今後隨著AVS標準產業化的快速發展,基於AVS標準的IPTV將在不遠的時間內實現大規模商用。相對於國際標準MPEG-4和H.264,AVS標準必然將在我國的IPTV編解碼標準競爭中占據主導地位。

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