數字音視頻編解碼技術(shù)促消費電子業(yè)升級

  
中國音視頻產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規模巨大，其中主要推動(dòng)力來(lái)自下列高速成長(cháng)的領(lǐng)域：

    業(yè)內人士預計MP4便攜數字音視頻播放機將以每年100%的速度快速增長(cháng)，具有多媒體功能的MP4將整合音頻、視頻、電視、照相等多種功能，尤其值得關(guān)注。此外，還有以出口為主的收錄機、錄音機、電子琴等其他音響產(chǎn)品市場(chǎng)。

AVS標準帶動(dòng)數字音視頻業(yè)發(fā)展

    目前，數字電視在整個(gè)音視頻產(chǎn)業(yè)的規模首屈一指，由于信號來(lái)源有地面、衛星、有線(xiàn)、互聯(lián)網(wǎng)，格式有歐洲、美國、日本和中國標準，顯示方式有CRT、LCD和PDP。中國AVS標準的頒布對推進(jìn)整個(gè)音視頻產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級發(fā)揮了重要影響。

　　中國AVS產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟通過(guò)成立高清電視組、IPTV組、衛星電視組、移動(dòng)多媒體局端和終端組，由創(chuàng )維、華為、上廣電、中興通訊和上海中科計算技術(shù)研究所(SHICT)分別擔任各組組長(cháng)單位，通過(guò)對重點(diǎn)應用領(lǐng)域的研究，已經(jīng)實(shí)現了音視頻技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化整體突破。據消息報道，如果采用AVS標準，將高清和標清統一考慮，按照每個(gè)AVS機頂盒與解碼器平均300元人民幣計算，直接的產(chǎn)業(yè)規模每年就有1800億元。

    AVS標準的巨大市場(chǎng)影響力，直接促使全球音視頻標準版圖呈現MPEG-4、H.264和中國主導制定的AVS標準三足鼎立的局面。據不完全統計，中國本土IC設計公司在音視頻編解碼芯片產(chǎn)業(yè)化設計和開(kāi)發(fā)上已經(jīng)取得了一系列成果。

    此外，還有上海富瀚微電子、寧波中科公司、上海杰得、中芯聯(lián)合微電子等多家中國IC設計公司，相繼推出支持H.264標準或AVS標準的編解碼芯片。DTV和IPTV芯片供應商則包括成都威斯達、海信、杭州國芯等本土公司。

    中國有線(xiàn)電視數字廣播業(yè)務(wù)的起飛，引發(fā)了對新型數字機頂盒的巨大需求，據報道2006年可能會(huì )出現高達300%的增長(cháng)。為此，國際半導體巨頭也紛紛扎堆中國音視頻產(chǎn)品市場(chǎng)。例如，飛利浦公司不久前推出了機頂盒平臺的全新家族成員STB22x，ST公司更早時(shí)間已經(jīng)推出了支持H.264和WM9高清標準的單芯片機頂盒解決方案STB7100。國際半導體巨頭瞄準的是支持最新標準的高清電視、IPTV和DVD播放器。

多媒體處理器是移動(dòng)音視頻業(yè)競爭的焦點(diǎn)

    據諾達咨詢(xún)預測，2008年中國手機電視服務(wù)市場(chǎng)規模將達到60.5億元人民幣，到2015年手機電視服務(wù)將開(kāi)始“平民化”。誰(shuí)擁有AVS-M標準專(zhuān)利話(huà)語(yǔ)權，就有可能在A(yíng)VS-M編解碼核心技術(shù)、芯片設計技術(shù)以及AVS-M軟件解碼器在各種終端的實(shí)現技術(shù)等方面占據主動(dòng)。移動(dòng)多媒體處理器是音視頻產(chǎn)業(yè)競爭的焦點(diǎn)所在。

    例如，SHICT為芯片企業(yè)提供IP軟核、H.264與AVS-M兼容實(shí)現方案；為內容企業(yè)提供轉碼設備實(shí)現多格式互轉；為終端廠(chǎng)商提供各種平臺下的編解碼軟件；為軟件企業(yè)提供流媒體解決方案等；3G網(wǎng)絡(luò )上AVS-M的一致性測試(轉碼部分、終端部分)；基于GPRS/CDMA1x的網(wǎng)絡(luò )流媒體系統。它從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈全程進(jìn)行布局，尤其值得注意。

    總的來(lái)看，目前國外半導體公司主導了移動(dòng)多媒體的發(fā)展方向，例如在熱門(mén)產(chǎn)品PMP領(lǐng)域，采用的DSP芯片方案就有：TI的TMS320DSC21/DSC25/DM270/DM310；飛利浦PNX1511；ADI公司的Blackfin處理器；飛思卡爾的 i.MX21應用處理器；Intel公司的基于Xscale架構的處理器PXA27x；以及Sigma Designs的EM8510等。這些高性能的媒體處理器能夠支持LCD顯示、USB 2.0、硬盤(pán)接口控制功能，以及MPEG-4、MP3、WMA、DivX等文件解碼。在一個(gè)PMP軟硬件設計當中，能夠支持的多種壓縮及播放格式包括：MPEG-4 SP、MPEG-4 ASP、MPEG-2、DivX、WMV、WMA、MPEG-4 AAC-LC和MP3等。因此，PMP領(lǐng)域，支持多種信源格式是主旋律，開(kāi)發(fā)通用軟硬件平臺是制勝的關(guān)鍵。有預測說(shuō)，PMP瞄準的是逐步取代便攜式DVD和固定娛樂(lè )設備，為此，中國本土的一些便攜式DVD和MP3制造商正準備轉型到PMP領(lǐng)域。

    隨著(zhù)多種標準數字媒體的增多，數字媒體適配器(DMA)有望成為音視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的方向，目標是通過(guò)寬帶在任何時(shí)候將任何內容傳送到任何地方，DMA將承擔起數字音/視頻信號的編碼、解碼和轉碼等工作，所涉及的視頻格式有MPEG-2、MPEG-4、H.264、VC-1、Real Networks、On2 VP5等編解碼，而支持的音頻格式則有AAC、AC3、MP3、WMA等編解碼標準。此外，它還需要支持網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧TCP/IP、UDP、RTP、RTSP、HTTP，以及中間件的OSD、uPNP、DLNA、IGRS、DRM等。例如，飛利浦基于Nexperia PNX1500的互聯(lián)媒體處理器平臺參考設計，就是這樣一種DMA。為了免去有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的羈絆，Planet公司已經(jīng)推出了新款無(wú)線(xiàn)DMA產(chǎn)品DMA-100W。

音視頻技術(shù)應用面臨全新的發(fā)展機遇

    目前可視電話(huà)的語(yǔ)音壓縮標準主要有G.723.1、G.728、G.729和G.729A等。與ITU-T新公布的H.264標準與H.263相比，可視電話(huà)要求提供足夠好的語(yǔ)音和視頻質(zhì)量，同時(shí)占用盡量小的信道帶寬，其語(yǔ)音和視頻壓縮技術(shù)正是根據這個(gè)要求發(fā)展起來(lái)的，但由于采用G.723.1、G.728、G.729和G.729A標準的算法復雜，現階段還沒(méi)有成為主流技術(shù)，因此，有預言說(shuō)H.264將會(huì )廣泛應用于可視電話(huà)等多媒體通信產(chǎn)品。目前可視電話(huà)解決方案主要是基于通用DSP，如TI的TMS320DM642、ADI的Blackfin處理器、飛利浦的數字媒體處理器Nexperia PNX1500等。這些媒體處理器的高速運算能力有助于推動(dòng)可視電話(huà)技術(shù)的發(fā)展。

　　可視電話(huà)雖然屬于終端產(chǎn)品，但其技術(shù)滲透在整個(gè)系統之中，它包含各種復雜的音視頻算法軟件、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議軟件、用戶(hù)界面和應用功能的開(kāi)發(fā)以及底層實(shí)時(shí)操作系統。未來(lái)可視電話(huà)通過(guò)借助于更先進(jìn)的技術(shù)，將朝著(zhù)有助于提高圖像流暢度和語(yǔ)音清晰度、有效減低數據率、更有效實(shí)現系統的QoS保障的方向發(fā)展。

    此外，DAB(數字音頻廣播)收音機市場(chǎng)需求近年來(lái)增速很快，據悉，已有近30個(gè)國家和地區開(kāi)播或正在試驗播出DAB節目，全球每天共有3.3億人在收聽(tīng)超過(guò)600套數字音頻廣播(DAB)節目。而中國廣東地區是全球數字廣播接收機的主產(chǎn)地之一，有專(zhuān)家預測說(shuō)300元是DAB收音機在中國大規模普及的門(mén)檻價(jià)格。針對潛在的巨大市場(chǎng)，中國西安西芯微電子(IsisIP)已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)的DAB基帶芯片，它包含DAB基帶解碼和MPEG音頻解碼, 可進(jìn)行DAB信號的全速解碼，有望實(shí)現低于300元的DAB收音機整機價(jià)格。

    此外，DVD錄像機曾被飛利浦公司譽(yù)為“20年來(lái)最具突破性的產(chǎn)品”。In-Stat/MDR預計全球DVD錄像機銷(xiāo)量2006年將達到1,900萬(wàn)臺，因而也將刺激對音視頻編解碼方案的需求。

產(chǎn)業(yè)升級面臨的深層次問(wèn)題

    在國內外市場(chǎng)需求的作用下，音視頻編解碼技術(shù)和芯片設計領(lǐng)域目前異?；钴S，產(chǎn)業(yè)升級是大勢所趨。數字電視(DTV)、IPTV、可視電話(huà)、數字機頂盒(STB)、多媒體手機、PMP等等產(chǎn)品，為先進(jìn)音視頻編解碼技術(shù)的發(fā)展和應用提供了廣闊的平臺。在此，支持多種格式信源的編解碼能力和成本控制能力是很關(guān)鍵的選項，SoC平臺方案是大家自然的選擇。但是，隨著(zhù)越來(lái)越多的芯片供應商提供SoC解決方案，如何實(shí)現產(chǎn)品的差異化將是擺在整機廠(chǎng)商前的巨大難題?？删幊坛踢壿嬈骷?PLD)和軟件設計是實(shí)現差異化的關(guān)鍵，值得關(guān)注。

    目前，音視頻產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)是消費需求差異很大、產(chǎn)品種類(lèi)繁多、市場(chǎng)規模巨大、成本要求差異很大，這為中國本土IC設計公司的發(fā)展提供了很大的回旋空間。在高端音視頻產(chǎn)品設計中，國外音視頻方案呈現平臺化的趨勢；中國IC設計公司，包括臺灣一些IC設計公司，提供純硬件設計方案的比較多，它們雖然有一定的成本優(yōu)勢，可是最大的問(wèn)題就是缺乏靈活性，它可能給整機廠(chǎng)實(shí)現差異化設計帶來(lái)一定的挑戰，也不利于跟進(jìn)標準的演變，因此，在充分利用各種軟件和硬件資源，提升中國音視頻IC設計水平方面，發(fā)展的空間巨大。

　　需要注意的是：多種編解碼標準的并存，導致了芯片需要兼容多種編解碼標準，圖1所示為編解碼器技術(shù)領(lǐng)域百花齊放的局面。TI前不久推出的達芬奇方案，也許將終結這種局面，情況如何，讓我們拭目以待。