數(shù)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)市場規(guī)模巨大，其中主要推動力來自下列高速成長的領(lǐng)域：

    業(yè)內(nèi)人士預(yù)計MP4便攜數(shù)字音視頻播放機將以每年100%的速度快速增長，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。

AVS標準帶動數(shù)字音視頻業(yè)發(fā)展

    目前，數(shù)字電視在整個音視頻產(chǎn)業(yè)的規(guī)模首屈一指，由于信號來源有地面、衛(wèi)星、有線、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標準的頒布對推進整個音視頻產(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)盟通過成立高清電視組、IPTV組、衛(wèi)星電視組、移動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)分別擔任各組組長單位，通過對重點應(yīng)用領(lǐng)域的研究，已經(jīng)實現(xiàn)了音視頻技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化整體突破。據(jù)消息報道，如果采用AVS標準，將高清和標清統(tǒng)一考慮，按照每個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(guī)模每年就有1800億元。

    AVS標準的巨大市場影響力，直接促使全球音視頻標準版圖呈現(xiàn)MPEG-4、H.264和中國主導(dǎo)制定的AVS標準三足鼎立的局面。據(jù)不完全統(tǒng)計，中國本土IC設(shè)計公司在音視頻編解碼芯片產(chǎn)業(yè)化設(shè)計和開發(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(shè)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(yīng)商則包括成都威斯達、海信、杭州國芯等本土公司。

    中國有線電視數(shù)字廣播業(yè)務(wù)的起飛，引發(fā)了對新型數(shù)字機頂盒的巨大需求，據(jù)報道2006年可能會出現(xiàn)高達300%的增長。為此，國際半導(dǎo)體巨頭也紛紛扎堆中國音視頻產(chǎn)品市場。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(dǎo)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音視頻業(yè)競爭的焦點

    據(jù)諾達咨詢預(yù)測，2008年中國手機電視服務(wù)市場規(guī)模將達到60.5億元人民幣，到2015年手機電視服務(wù)將開始“平民化”。誰擁有AVS-M標準專利話語權(quán)，就有可能在AVS-M編解碼核心技術(shù)、芯片設(shè)計技術(shù)以及AVS-M軟件解碼器在各種終端的實現(xiàn)技術(shù)等方面占據(jù)主動。移動多媒體處理器是音視頻產(chǎn)業(yè)競爭的焦點所在。

    例如，SHICT為芯片企業(yè)提供IP軟核、H.264與AVS-M兼容實現(xiàn)方案；為內(nèi)容企業(yè)提供轉(zhuǎn)碼設(shè)備實現(xiàn)多格式互轉(zhuǎn)；為終端廠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(zhuǎn)碼部分、終端部分)；基于GPRS/CDMA1x的網(wǎng)絡(luò)流媒體系統(tǒng)。它從整個產(chǎn)業(yè)鏈全程進行布局，尤其值得注意。

    總的來看，目前國外半導(dǎo)體公司主導(dǎo)了移動多媒體的發(fā)展方向，例如在熱門產(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(yīng)用處理器；Intel公司的基于Xscale架構(gòu)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、硬盤接口控制功能，以及MPEG-4、MP3、WMA、DivX等文件解碼。在一個PMP軟硬件設(shè)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，開發(fā)通用軟硬件平臺是制勝的關(guān)鍵。有預(yù)測說，PMP瞄準的是逐步取代便攜式DVD和固定娛樂設(shè)備，為此，中國本土的一些便攜式DVD和MP3制造商正準備轉(zhuǎn)型到PMP領(lǐng)域。

    隨著多種標準數(shù)字媒體的增多，數(shù)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，目標是通過寬帶在任何時候?qū)⑷魏蝺?nèi)容傳送到任何地方，DMA將承擔起數(shù)字音/視頻信號的編碼、解碼和轉(zhuǎn)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(shè)計，就是這樣一種DMA。為了免去有線網(wǎng)絡(luò)的羈絆，Planet公司已經(jīng)推出了新款無線DMA產(chǎn)品DMA-100W。

音視頻技術(shù)應(yīng)用面臨全新的發(fā)展機遇

    目前可視電話的語音壓縮標準主要有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，可視電話要求提供足夠好的語音和視頻質(zhì)量，同時占用盡量小的信道帶寬，其語音和視頻壓縮技術(shù)正是根據(jù)這個要求發(fā)展起來的，但由于采用G.723.1、G.728、G.729和G.729A標準的算法復(fù)雜，現(xiàn)階段還沒有成為主流技術(shù)，因此，有預(yù)言說H.264將會廣泛應(yīng)用于可視電話等多媒體通信產(chǎn)品。目前可視電話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(shù)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可視電話技術(shù)的發(fā)展。

　　可視電話雖然屬于終端產(chǎn)品，但其技術(shù)滲透在整個系統(tǒng)之中，它包含各種復(fù)雜的音視頻算法軟件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件、用戶界面和應(yīng)用功能的開發(fā)以及底層實時操作系統(tǒng)。未來可視電話通過借助于更先進的技術(shù)，將朝著有助于提高圖像流暢度和語音清晰度、有效減低數(shù)據(jù)率、更有效實現(xiàn)系統(tǒng)的QoS保障的方向發(fā)展。

    此外，DAB(數(shù)字音頻廣播)收音機市場需求近年來增速很快，據(jù)悉，已有近30個國家和地區(qū)開播或正在試驗播出DAB節(jié)目，全球每天共有3.3億人在收聽超過600套數(shù)字音頻廣播(DAB)節(jié)目。而中國廣東地區(qū)是全球數(shù)字廣播接收機的主產(chǎn)地之一，有專家預(yù)測說300元是DAB收音機在中國大規(guī)模普及的門檻價格。針對潛在的巨大市場，中國西安西芯微電子(IsisIP)已經(jīng)成功開發(fā)的DAB基帶芯片，它包含DAB基帶解碼和MPEG音頻解碼, 可進行DAB信號的全速解碼，有望實現(xiàn)低于300元的DAB收音機整機價格。

    此外，DVD錄像機曾被飛利浦公司譽為“20年來最具突破性的產(chǎn)品”。In-Stat/MDR預(yù)計全球DVD錄像機銷量2006年將達到1,900萬臺，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題

    在國內(nèi)外市場需求的作用下，音視頻編解碼技術(shù)和芯片設(shè)計領(lǐng)域目前異?；钴S，產(chǎn)業(yè)升級是大勢所趨。數(shù)字電視(DTV)、IPTV、可視電話、數(shù)字機頂盒(STB)、多媒體手機、PMP等等產(chǎn)品，為先進音視頻編解碼技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)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，隨著越來越多的芯片供應(yīng)商提供SoC解決方案，如何實現(xiàn)產(chǎn)品的差異化將是擺在整機廠商前的巨大難題。可編程程邏輯器件(PLD)和軟件設(shè)計是實現(xiàn)差異化的關(guān)鍵，值得關(guān)注。

    目前，音視頻產(chǎn)業(yè)的特點是消費需求差異很大、產(chǎn)品種類繁多、市場規(guī)模巨大、成本要求差異很大，這為中國本土IC設(shè)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(shè)計中，國外音視頻方案呈現(xiàn)平臺化的趨勢；中國IC設(shè)計公司，包括臺灣一些IC設(shè)計公司，提供純硬件設(shè)計方案的比較多，它們雖然有一定的成本優(yōu)勢，可是最大的問題就是缺乏靈活性，它可能給整機廠實現(xiàn)差異化設(shè)計帶來一定的挑戰(zhàn)，也不利于跟進標準的演變，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(shè)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(dǎo)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(jié)這種局面，情況如何，讓我們拭目以待。