數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)促消費(fèi)電子業(yè)升級(jí)

  
中國(guó)音視頻產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模巨大，其中主要推動(dòng)力來自下列高速成長(zhǎng)的領(lǐng)域：

    業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)MP4便攜數(shù)字音視頻播放機(jī)將以每年100%的速度快速增長(zhǎng)，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(jī)、錄音機(jī)、電子琴等其他音響產(chǎn)品市場(chǎng)。

AVS標(biāo)準(zhǔn)帶動(dòng)數(shù)字音視頻業(yè)發(fā)展

    目前，數(shù)字電視在整個(gè)音視頻產(chǎn)業(yè)的規(guī)模首屈一指，由于信號(hào)來源有地面、衛(wèi)星、有線、互聯(lián)網(wǎng)，格式有歐洲、美國(guó)、日本和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，顯示方式有CRT、LCD和PDP。中國(guó)AVS標(biāo)準(zhǔn)的頒布對(duì)推進(jìn)整個(gè)音視頻產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)發(fā)揮了重要影響。

　　中國(guó)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(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(jì)算技術(shù)研究所(SHICT)分別擔(dān)任各組組長(zhǎng)單位，通過對(duì)重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的研究，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了音視頻技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化整體突破。據(jù)消息報(bào)道，如果采用AVS標(biāo)準(zhǔn)，將高清和標(biāo)清統(tǒng)一考慮，按照每個(gè)AVS機(jī)頂盒與解碼器平均300元人民幣計(jì)算，直接的產(chǎn)業(yè)規(guī)模每年就有1800億元。

    AVS標(biāo)準(zhǔn)的巨大市場(chǎng)影響力，直接促使全球音視頻標(biāo)準(zhǔn)版圖呈現(xiàn)MPEG-4、H.264和中國(guó)主導(dǎo)制定的AVS標(biāo)準(zhǔn)三足鼎立的局面。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)本土IC設(shè)計(jì)公司在音視頻編解碼芯片產(chǎn)業(yè)化設(shè)計(jì)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(guó)IC設(shè)計(jì)公司，相繼推出支持H.264標(biāo)準(zhǔn)或AVS標(biāo)準(zhǔn)的編解碼芯片。DTV和IPTV芯片供應(yīng)商則包括成都威斯達(dá)、海信、杭州國(guó)芯等本土公司。

    中國(guó)有線電視數(shù)字廣播業(yè)務(wù)的起飛，引發(fā)了對(duì)新型數(shù)字機(jī)頂盒的巨大需求，據(jù)報(bào)道2006年可能會(huì)出現(xiàn)高達(dá)300%的增長(zhǎng)。為此，國(guó)際半導(dǎo)體巨頭也紛紛扎堆中國(guó)音視頻產(chǎn)品市場(chǎng)。例如，飛利浦公司不久前推出了機(jī)頂盒平臺(tái)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(biāo)準(zhǔn)的單芯片機(jī)頂盒解決方案STB7100。國(guó)際半導(dǎo)體巨頭瞄準(zhǔn)的是支持最新標(biāo)準(zhǔn)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(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)

    據(jù)諾達(dá)咨詢預(yù)測(cè)，2008年中國(guó)手機(jī)電視服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到60.5億元人民幣，到2015年手機(jī)電視服務(wù)將開始“平民化”。誰擁有AVS-M標(biāo)準(zhǔn)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(jì)技術(shù)以及AVS-M軟件解碼器在各種終端的實(shí)現(xiàn)技術(shù)等方面占據(jù)主動(dòng)。移動(dòng)多媒體處理器是音視頻產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(xiàn)方案；為內(nèi)容企業(yè)提供轉(zhuǎn)碼設(shè)備實(shí)現(xiàn)多格式互轉(zhuǎn)；為終端廠商提供各種平臺(tái)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(cè)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(gè)產(chǎn)業(yè)鏈全程進(jìn)行布局，尤其值得注意。

    總的來看，目前國(guó)外半導(dǎo)體公司主導(dǎo)了移動(dòng)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(gè)PMP軟硬件設(shè)計(jì)當(dāng)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(tái)是制勝的關(guān)鍵。有預(yù)測(cè)說，PMP瞄準(zhǔn)的是逐步取代便攜式DVD和固定娛樂設(shè)備，為此，中國(guó)本土的一些便攜式DVD和MP3制造商正準(zhǔn)備轉(zhuǎn)型到PMP領(lǐng)域。

    隨著多種標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)是通過寬帶在任何時(shí)候?qū)⑷魏蝺?nèi)容傳送到任何地方，DMA將承擔(dān)起數(shù)字音/視頻信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)。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(tái)參考設(shè)計(jì)，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(jī)遇

    目前可視電話的語音壓縮標(biāo)準(zhǔn)主要有G.723.1、G.728、G.729和G.729A等。與ITU-T新公布的H.264標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(gè)要求發(fā)展起來的，但由于采用G.723.1、G.728、G.729和G.729A標(biāo)準(zhǔn)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(huì)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(yùn)算能力有助于推動(dòng)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(gè)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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。未來可視電話通過借助于更先進(jìn)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(shí)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(jī)市場(chǎng)需求近年來增速很快，據(jù)悉，已有近30個(gè)國(guó)家和地區(qū)開播或正在試驗(yàn)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(guó)廣東地區(qū)是全球數(shù)字廣播接收機(jī)的主產(chǎn)地之一，有專家預(yù)測(cè)說300元是DAB收音機(jī)在中國(guó)大規(guī)模普及的門檻價(jià)格。針對(duì)潛在的巨大市場(chǎng)，中國(guó)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(jìn)行DAB信號(hào)的全速解碼，有望實(shí)現(xiàn)低于300元的DAB收音機(jī)整機(jī)價(jià)格。

    此外，DVD錄像機(jī)曾被飛利浦公司譽(yù)為“20年來最具突破性的產(chǎn)品”。In-Stat/MDR預(yù)計(jì)全球DVD錄像機(jī)銷量2006年將達(dá)到1,900萬臺(tái)，因而也將刺激對(duì)音視頻編解碼方案的需求。

產(chǎn)業(yè)升級(jí)面臨的深層次問題

    在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求的作用下，音視頻編解碼技術(shù)和芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域目前異?；钴S，產(chǎn)業(yè)升級(jí)是大勢(shì)所趨。數(shù)字電視(DTV)、IPTV、可視電話、數(shù)字機(jī)頂盒(STB)、多媒體手機(jī)、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(yīng)用提供了廣闊的平臺(tái)。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(xiàng)，SoC平臺(tái)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化將是擺在整機(jī)廠商前的巨大難題?？删幊坛踢壿嬈骷?PLD)和軟件設(shè)計(jì)是實(shí)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(diǎn)是消費(fèi)需求差異很大、產(chǎn)品種類繁多、市場(chǎng)規(guī)模巨大、成本要求差異很大，這為中國(guó)本土IC設(shè)計(jì)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(jì)中，國(guó)外音視頻方案呈現(xiàn)平臺(tái)化的趨勢(shì)；中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司，包括臺(tái)灣一些IC設(shè)計(jì)公司，提供純硬件設(shè)計(jì)方案的比較多，它們雖然有一定的成本優(yōu)勢(shì)，可是最大的問題就是缺乏靈活性，它可能給整機(jī)廠實(shí)現(xiàn)差異化設(shè)計(jì)帶來一定的挑戰(zhàn)，也不利于跟進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的演變，因此，在充分利用各種軟件和硬件資源，提升中國(guó)音視頻IC設(shè)計(jì)水平方面，發(fā)展的空間巨大。

　　需要注意的是：多種編解碼標(biāo)準(zhǔn)的并存，導(dǎo)致了芯片需要兼容多種編解碼標(biāo)準(zhǔn)，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(dá)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。