隨著電視行業(yè)進(jìn)入存量市場，超高清視頻顯示產(chǎn)業(yè)面向5G時代的低延時、強交互需求，尋求新的產(chǎn)品形態(tài)與新的應(yīng)用場景。這也意味著，視頻編解碼技術(shù)作為超高清視頻傳輸與存儲的基礎(chǔ)性技術(shù)，需要同時滿足超高清與超低延時的需求。3月21日，記者走進(jìn)廣州柯維新數(shù)碼科技有限公司（以下簡稱“柯維新”）。作為柯維新的總經(jīng)理，曾志華在2022年12月舉辦的“AVS二十周年年會”上，憑借“率領(lǐng)柯維新研發(fā)出第一臺AVS+和AVS2廣播級專業(yè)編碼器并成功應(yīng)用于央視直播等示范工程”的成果，入選“AVS二十周年二十人”。圍繞超高清、超低時延編碼技術(shù)衍生的新業(yè)態(tài)，以及該技術(shù)的芯片化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，曾志華向記者分享了他的觀點。

算力與顯示分離 超低延時引領(lǐng)顯示新業(yè)態(tài)

在柯維新的會議室里，記者看到了三塊播放同樣內(nèi)容的電視大屏，雖然屏幕頂端標(biāo)著精確到毫秒的時間碼，但用肉眼很難比對三塊屏幕的時間和質(zhì)量差異。據(jù)曾志華介紹，三塊大屏與信號傳輸設(shè)備構(gòu)成了兩套超高清、超低延時演示系統(tǒng)。

其中，兩臺通過線纜與信源主機連接的電視，是有線超高清、超低延時應(yīng)用。信源主機播放的4K 60fps視頻通過HDMI分配器發(fā)送到一臺電視上，嵌上毫秒級精度的時間碼。另外一路信號經(jīng)過超低延時編碼器，再通過網(wǎng)絡(luò)交換機傳輸?shù)降诙_電視上，在這種模式下，兩臺電視之間的延時小于一幀，可以達(dá)到2ms以內(nèi)。

而獨立放在會議室另一端的電視，是一臺4K120fps的無線分體電視。信源主機的視頻經(jīng)編碼后通過毫米波發(fā)射模組發(fā)送到無線分體電視的接收模塊，經(jīng)過解碼后傳輸?shù)诫娨暺聊簧稀Ｔ跊]有任何線纜與信源主機連接的情況下，與其他電視的延時同樣在一幀之內(nèi)，實現(xiàn)了主機與屏幕的分離。

主機與屏幕的分離，意味著算力與顯示的分離。曾志華向記者表示，傳統(tǒng)電視形態(tài)的市場容量已經(jīng)趨向飽和，需要新的形態(tài)或者新的應(yīng)用。比如無線分體電視將音響、主板集成到一臺主機上，屏幕只需要集成接收解碼芯片，就可以做成超薄形態(tài)。由于不需要用線纜與主機連接，屏幕懸掛的位置也更加靈活，能夠適應(yīng)游戲投屏、廣告和業(yè)務(wù)展示，以及辦公、教育、醫(yī)療等各種應(yīng)用場景。

而超高清、超低延時編解碼技術(shù)，也順應(yīng)了超高清視頻顯示產(chǎn)業(yè)在5G時代的發(fā)展需求。2018年，具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的第二代音視頻國家標(biāo)準(zhǔn)AVS2被全球超高清聯(lián)盟采納，柯維新等企業(yè)的廣播級AVS2超高清實時編碼器逐步推向市場。據(jù)曾志華回憶，在完成AVS2超高清實時編碼器之后，5G時代來臨，超低延時、強交互的應(yīng)用，成為超高清視頻顯示產(chǎn)業(yè)的新風(fēng)向?？戮S新團(tuán)隊決定，開展超高清、超低延時編解碼技術(shù)的研發(fā)，并與鵬城實驗室在該方向展開了合作。

“超高清、超低延時編解碼能夠發(fā)揮5G的低延時優(yōu)勢，最大程度降低超高清視頻編解碼環(huán)節(jié)產(chǎn)生的延時，為超高清成為5G時代的殺手級應(yīng)用夯實基礎(chǔ)。”曾志華說。

同時，超高清、超低延時的編解碼技術(shù)也是解決元宇宙落地最后10米的關(guān)鍵?，F(xiàn)階段，元宇宙應(yīng)用的主要接入方式為VR頭顯，但難以達(dá)到視網(wǎng)膜級別的沉浸式顯示效果，一方面是由于一體機形態(tài)的頭顯算力不足，另一方面是因為分立的頭顯缺乏有效的超高清、超低延時無線鏈接方案。面對VR頭顯的無線化、輕量化需求與元宇宙沉浸式體驗的大算力需求難以兼顧的問題，超高清、超低延時的編解碼技術(shù)或?qū)⑻峁┙鉀Q思路。

“基于超高清、超低延時編解碼這項基礎(chǔ)性技術(shù)，算力可以與顯示分開構(gòu)建無線顯示方案，未來桌面、玻璃窗，甚至衣服都能變成屏幕，而手機、電腦、游戲機，電視主機等都可以成為靈活連接的算力端。”曾志華說。

ASIC芯片降低成本 提升產(chǎn)業(yè)參與度

2020年起柯維新采用FPGA進(jìn)行超高清、超低延時編解碼技術(shù)的芯片化研發(fā)，利用FPGA可編程的優(yōu)勢進(jìn)行方案設(shè)計、技術(shù)驗證和可行性研究。2021年，柯維新推出了第一版FPGA原型，并于2022年迭代了第二版。后續(xù)相關(guān)技術(shù)的量產(chǎn)，計劃采用生產(chǎn)成本、能耗更低的ASIC芯片，以更好地推動該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，預(yù)計在今年年底流片。

“我們將FPGA換成ASIC之后，成本大約是之前的1/10，功耗是1/8。除了芯片本身的成本，功耗也會影響廠商后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計和方案成本，比如是否需要加裝風(fēng)扇等?！痹救A說，“有了芯片之后，相關(guān)企業(yè)可以直接購買芯片進(jìn)行研發(fā)，也可以購買模組或者板卡進(jìn)行集成，這樣能參與進(jìn)來的企業(yè)就更多了?！?/p>

對于具備產(chǎn)業(yè)鏈整合能力，希望在主控芯片中集成超高清、超低時延編解碼技術(shù)的企業(yè)，柯維新推出了相應(yīng)的IP，可以集成到電視機、VR頭顯的主控芯片或者游戲主機的顯卡上?！氨热珉娨曋餍酒闪宋覀兊腎P，就可以直接發(fā)送超低延時內(nèi)容，再把負(fù)責(zé)接收解碼的ASIC芯片放在屏幕上就可以了。也就是通過IP授權(quán)模式解決發(fā)射端的問題，再用ASIC解決終端各種屏幕的接收解碼。對于需要拼接組合的大屏應(yīng)用，則可以編碼端用ASIC，解碼端用IP授權(quán)的模式融合到廠商的大屏處理模塊中”曾志華表示。

接下來，柯維新會向集成度更高、方案成本更低的方向，推動ASIC的迭代。

“再迭代的話，主要是做接口的優(yōu)化。我們第一顆ASIC會做通用的接口，以廣泛支持各種應(yīng)用場景。接下來我們會陸續(xù)把HDMI、MIPI等特定的接口，MCU和無線通信等模塊集成進(jìn)去，形成針對特定應(yīng)用的SoC，進(jìn)一步降低成本?！痹救A說。

在超高清、超低時延編解碼技術(shù)芯片化的過程中，柯維新也面臨著技術(shù)目標(biāo)難以平衡、下游企業(yè)參與度有待提升等挑戰(zhàn)。曾志華表示，超高清、超低時延、低成本和高質(zhì)量的目標(biāo)“互相牽制”，在平衡這些目標(biāo)的過程中，需要在算法上不斷優(yōu)化，在技術(shù)路徑和工具上不斷嘗試。

目前，已經(jīng)有國際企業(yè)推出了超高清無線分體電視，這也讓曾志華感受到了超高清、超低時延技術(shù)產(chǎn)品化的緊迫性。他認(rèn)為，當(dāng)技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)入無人區(qū)，沒有成熟的參照目標(biāo)，但發(fā)展趨勢和技術(shù)前景比較明晰時，希望下游領(lǐng)軍企業(yè)有率先導(dǎo)入并引領(lǐng)市場的意識，在開拓中把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主動權(quán)。