| 一 简介 ZPAV 是以小波, 降维, 剪切零树, 运动估计, 算术编码 等等算法为理论基础的 音视频编码解码协议, 具有 压缩率高, 比特率低而稳定, 应用领域广, 发展潜力大, 延拓性能好, 复杂度适中, 易于集成电路实现 等等特点, 是理想的信源编码解码协议. 1.1 基本指标 ：
| 项目 |
数值 |
注释 |
| 平均MIPS |
750 兆/秒. |
CIF<352*288>, 25帧. |
| 图象码率 |
50千～10兆 比特/秒. |
25或30帧/秒，CIF,D1,HD. |
| 声音码率 |
4千～256千 比特/秒. |
采样率8千～48千，单双通道. |
二 需求 1需求 只有ZPAV能解决 3G等超低上行带宽的无线网, 超大尺寸的高清, 超大尺寸的海量数据的三维视觉等等领域 信源编码带宽"瓶颈"难题, ZPAV 将是上述领域的庞大的市场唯一选择. 2 预测 随着3G等无线网和电视的更新换代,将有数十亿个可视手机和高清用户, 将有数十亿颗芯片需求.如果芯片单价为50元人民币,年销售200万颗的总价为1亿元,不足二千万元的投资也不算很大. 三 论证 1 优势 除ZPAV以外, H264是性能最好的. H264 是以离散余弦, 可变宏块, 运动估计, 算术编码 等等算法为理论基础的 视频编码解码协议, 具有 压缩率低, 比特率高而晃动, 应用领域狭小, 发展潜力甚微, 延拓性差, 复杂度高, 兼容性差 等等特点, 是 将"退市"的 信源编码解码协议. ZPAV远远超过H264. 前者的理论压缩率是16000倍, 而后者的只有400倍(几乎静止的序列图像等等特例除外), 是后者的40倍, 比特率是后者的几十分之一. 前者的编码能力主要依赖小波的整体聚能能力和分解级数,很少依赖运动估计,而后者的编码能力主要依赖可变宏块和运动估计.运动估计的性能受图像运动剧烈度影响,在图像剧烈运动时,运动估计的性能急剧下降,后者的比特率会因此增大异常,因而前者的比特率低而稳定,后者的比特率高而好几倍地晃动,后者的带宽成了很多应用的"瓶颈", 形成庞大的"空白市场", 这个千载难逢的大市场正是前者的大舞台.后者的压缩率接近了理论压缩率,提高的希望渺茫,离散余弦等算法历经数十年也没有什么长进,因而后者发展潜力甚小甚微. 社会要进步,科学要发展,蓬勃发展的前者取代 主要靠资金靠垄断来维持的后者,也是大势所趋,历史必然. 2.1 优势表
|
|
ZPAV |
H264 |
| 理论体系 |
小波, 降维, 剪切零树, 运动估计,算术编码, …,理论深奥新颖. |
离散余弦, 可变宏块, 运动估计, 算术编码, …,理论简单陈旧. |
| 发展潜力 |
理论压缩率高,目前很难实现,小波等理论方兴未艾,小波算法层出不穷,发展潜力巨大. |
理论压缩率低,目前很接近了,离散余弦等算法山穷水尽, "退市"只是时间问题了. |
| 应用前景 |
比特率低而稳定, 解决了3G等无线网和高清的信源编码难题,以上领域,市场巨大,前景光明. |
比特率高而晃动, 是3G等无线网和高清的信源编码"瓶颈", 造成以上领域的 庞大的 "空白市场". |
| 应用领域 |
可用于任何音视频编码,特别适用于手机图像等等近景图像和高清图像等等大图像. |
适用于远景等相对静止图像或不受带宽太多限制的领域. |
| 压缩率的理论值 |
CIF为1000倍; D1为4000倍; HD为16000倍. （不含特例） |
400倍左右. （不含特例） |
| 比特率的特征 |
比特率低而稳定. |
比特率高而晃动. |
| 压缩率的根源 |
主要依赖小波的聚能性能和分解级数,次要依赖运动估计和算术编码. |
主要依赖可变宏块和运动估计, 次要依赖离散余弦和算术编码. |
| 压缩率提高的潜力 |
随小波算法的不同而不同;随小波算法的蓬勃发展而提高. |
随离散余弦,可变宏块,运动估计,算术编码等等算法的停滞不前而不再提高. |
| 压缩率与图像尺寸 |
图像增大,小波分解级数增加,压缩率增大. |
图像增大,分块和矢量增加,压缩率减小. |
| 比特率与图像运动 |
稳定,30%浮动,不受图像运动剧烈度 影响. |
几倍地晃动,图像运动剧烈度 影响运动估计性能,影响比特率. |
| 复杂度 |
适中,主要集中在具有有快速算法的小波. |
复杂,主要集中在可变宏块和运动估计. |
| 延拓性 |
小波有很强的信号分析和处理能力,自身就能完成协议延拓. |
需要额外的复杂算法来完成如分层编码等类的协议延拓. |
| 兼容性 |
在H264"空白市场" 和"退市" 后,不存在兼容性问题. |
与MPEG4, H263等等以前的版本以及各公司的版本都不兼容. |
2 前途 ZPAV的压缩率远不及理论压缩率, 需要多年求证 性能更高的小波来更新换代;机器视觉和三维视觉等领域核心算法是小波, ZPAV可以凭借小波的信号分析和处理能力 延拓自身, 延拓到上述领域,发展前途不可估量. 3 必要性 3G等无线应用 需要低功耗, 高清应用和未来应用 需要高处理能力, PC和DSP 的 ZPAV 软件版本不能满足上述要求, 这就是 ZPAV 要做成芯片的主要原因. 4可行性 ZPAV通过了理论论证, 通过了C仿真和测试, 通过了PC和DSP版本的应用测试和考验, ZPAV体系结构和数据结构合理, 复杂度适中, 而且主要集中在的经过多年论证优化的小波, 剪切零树, 算术编码, 运动估计和后处理等等主要算法简洁, 而且没有浮点运算, 易于集成电路实现. 四 研发 1 研发计划 2.1 设计计划
| 项目 |
期限 |
注释 |
| 调研 |
1998年 ～ 2003年 |
求证聚能高的小波,效率高的剪切零树和算术编码;软件实现各种算法. |
| 设计 |
2005年 ～ 2006年 |
设计ZPAV协议;软件实现整个协议. |
| 发展 |
2010年 ～ 2025年 |
求索性能更高的小波来更新换代; 涉足机器视觉和三维视觉等领域. |
2.2 实现计划
| 项目 |
期限 |
注释 |
| 应用 |
2006年 ～ 2009年 |
PC和DSP版本的设计,实现和应用. |
| 芯片 |
2010年 ～ 2015年 |
芯片设计,实现和应用. |
2.3 芯片实现计划
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