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新一代家庭娱乐多媒体的发展趋势

目前市场上有很多视频产品正在向高清(HD)视频转变,如高清电视机、有线电视机顶盒、卫星电视机顶盒、蓝光播放器、个人电脑(高清互联网流式视频)、游戏机、专业和家用摄像机、支持高清视频录制的数码相机以及具有高清摄像机和视频播放功能的手机等。考虑到高清和其他多媒体功能正在新一代家庭娱乐和便携式设备中快速采用这一现状,业界众多半导体公司不断促进家庭娱乐平台的发展,以及为实现更丰富的功能和更高的连接性创造条件。下文将通过Broadcom(博通)资深行业战略发展经理韦裕京、富士通微电子(FUJITSU MICROELECTRONICS)市场部高级经理隋军、恩智浦半导体(NXP)家庭娱乐事业部市场与业务开发高级总监Yong S. Choi以及联阳半导体(ITE)产品经理许创厚发表的不同角度的见解来探讨家庭娱乐多媒体未来发展的趋势。

韦裕京:在家庭娱乐设备中,如高清电视机、机顶盒、游戏机和蓝光光盘,向全高清(Full HD)的转变已经开始一段时间了,而且众多全高清产品正在大批量交付。对高清视频进入个人电脑、摄像机、数码相机、手持式游戏机、PMP、手机等便携式消费类产品的支持也正在出现。尽管长期趋势也会在便携式设备中支持1080p全高清,但是出于成本、尺寸和功耗考虑,很多产品预计最初仅支持720p高清。总的来说,具有高清(包括真正高清)视频功能的产品预计每年增长将超过10亿部,而在便携式设备中会有广泛采用。

隋军:高清晰度是目前数字音视频领域最热门的产品方向。无论电视广播、光盘产业还是家用游戏机都在不断推出高清产品。随着国家广电总局将工作重点向高清广播转移,国内对高清机顶盒的需求会有明显提升。同时也会有越来越多的电视机厂家会考虑推出接收地面和卫星高清广播的一体机。至于蓝光DVD虽然在海外市场已经一统天下,但其高昂的成本和有限的片源限制了其在中国市场的普及。由于P2P技术的盛行,中国消费者可能会更多采用硬盘播放器播放网络视频的方式,而不是通过蓝光DVD来播放影片。因此一些电视机厂商已经开始尝试将类似功能直接内置在电视机里。

Yong S. Choi: 不论屏幕多大,消费者都希望拥有最佳观赏体验,但要想获得最佳画质并非听上去那么简单。对于小屏幕来说,过高分辨率会占用太多带宽;而对于大屏幕,分辨率太低又会导致电视画质低劣。在这两种情况下,我们都无法获得良好的观赏体验。如果视频内容来自家庭/远程网络或超级机顶盒,并需要提供给不同类型的屏幕,则智能转码技术应当为用户选用的那种接收屏幕(可以是电视或移动设备的屏幕)提供适当的分辨率。

许创厚:平板电视仍将朝着大尺寸、全高清、广色域、10bit、高对比度的方向发展,而动态预测/补偿也会逐渐被接受;蓝光DVD的崛起使其成为更高清晰度的最主要角色。而为提供电视与播放器间高清晰度内容的高传输流量,高速接口的新标准也不断被提出,HDMI成为当前最主要的传输接口,它支持全高清、广色域等高容量内容的传输,而DisplayPort及其他标准也在快速发展,试图占有一席之地。强调无损传输的无线传输接口标准的很多原型机已在各大电子多媒体展览中出现,企图透过无线传输的优势,推动大众对其商品化的需求。

中国厂商面临的技术挑战及相应设计考虑

家庭娱乐设计技术的快速更新为中国的工程师带来重重挑战。因为最终应用的不同,产品需求就会有极大的变化。例如,对一个机顶盒或高清电视机来说,用几瓦功率对高清内容解码是可以接受的,而一个便携式设备需要的功率最大为几百毫瓦。另一方面,一个高清电视机需要对高度压缩的空中下载(over-the–air)数字信号进行解码,而便携式摄像机、媒体播放器或手机则不需要。因此,针对不同的设计挑战,专家们分享了相应的设计考虑经验及解决方案。

韦裕京:总体来说,电视机制造商在从高清就绪到真正全高清的转变方面处于有利地位。随着显示板价格持续下降,对更大显示屏(>60英寸)高清电视机的需求正在增加。不过,缺乏像美国那样的OpenCable/TrueTwoWay的统一CA接口标准已经极大地限制了电视机制造商将数字转换功能(现在由机顶盒完成)集成到高清电视机中的能力。另一方面,内容提供商和机顶盒制造商正面临着一些重大挑战,如制作高清节目的高成本、开发接收设备/终端的高价格和符合高清内容保护要求的高门槛。

就家庭娱乐产品而言,最大的挑战是在一个具体的解决方案中集成合适的功能组合,同时制订合适的开发计划,帮助客户的产品快速上市。满足家庭娱乐产品视频处理要求必须有的几个关键组件。它们包括一个灵活的视频解码器,它还必须集成高质量定标器和运动补偿处理器;此外还需要尖端的传输和IP处理引擎。而联网也是关键功能,数字录制也几乎是必需的,还需要高速2D/3D图形来增强用户界面的视频吸引力。管理这些功能需要一个可靠的安全处理器,以保护媒体内容的交付和使用。最后,所有这一切都必须在一个集成的芯片解决方案中实现,该解决方案必须是高价值和高性价比的。这个解决方案还必须包括USBHDMISATAII、以太网、视频模数转换器和射频调制器。此外,未来在某些市场上的解决方案将需要集成式MoCA来实现家庭联网。

高清移动视频处理器必须是灵活的、且以超低功率、高效率地为视频编码提供长时间的录制、提供非常丰富的视频功能以及符合多种行业的标准。在移动设备上的高清视频将不仅限于观看实时高清视频。这些设备将能够捕捉高清视频以及提供高清质量的视频游戏图形。出于这一原因,这些处理器必须支持高效率的H.264 High Profile视频编码和解码以及高性能3D图形渲染。这些器件还应该使最终用户能够在通过HDMI接口连接的外接显示屏上观看高清内容,从而极大地扩展了产品的用途。

隋军:目前在中国高清的市场,最大的问题是标准的不确定性。在视频编码技术上现在有就MPEG2/H.264/AVS几个格式, 在音频编码技术上则有更多,至于加密系统更是五花八门。而与高清相关的国家标准又尚未出台,生产厂商只能观望,或是尽量把能想到的技术都加进去,从而造成成本奇高,难于被消费者接受。

对芯片厂家而言,实现高清的AV 解码不是太大的难题,但如何保证稳定性和对各种码流的兼容性是最大的挑战。而且在绿色环保的潮流下,尽可能大的削减芯片自身的功耗也是一项很重要的工作。消费者还希望在高清产品上能实现比在标清产品上更多的附加功能,诸如更眩的用户界面、更人性化的操作、网络功能等等。这一切都要求芯片本身有充足的CPU资源和更完整,更稳定的软件方案。

富士通最近推出的MB86H60高清多解码芯片,其AV解码器内核能够支持各种音视频格式,并且有着出色的性能和稳定性。由于采用了富士通自身先进的90nm工艺,MB86H60无需任何散热装置就能满负荷工作。

Yong S. Choi:中国的标准化组织对格式标准化这一全球趋势关注并不多(VCDDMB-T就是两个很好的例子)。另外,电视制造企业对价格因素非常敏感,因此较不乐意接受专有压缩/解压工具(MPEG)的授权成本。鉴于这些原因,虽然DMB-T标准中没有规定编码解码器的类型,但是在中国国内的数字电视市场上,AVS将居于非常重要的地位。

目前,高清电视在运动预估和运动补偿领域面临的挑战是如何在处理比标清图像多5倍的每帧像素的同时,将帧率提高到100120/秒。这意味着对于以24/秒捕获的标准胶片片源来说,就要在每个胶片帧之间插入四个中间帧。多数电视格式并未使用自然界出现的全部色彩范围。因此,若要真实再现逼真的图像,就必须通过蓝天增强、肤色纠正、蓝色伸展和绿色增强等技术,对某些部分的色彩进行智能化映射和处理。标准电视格式也无法达到高清电视的图像分辨率和锐利度,因此必须同时上调图像分辨率并提高锐利度。不但需要对每个帧进行此类处理,而且需要在高达1080p@120Hz的分辨率上进行处理。

恩智浦新的TV550平台采用PNX85500处理器,集成了恩智浦专有运动精确图像处理(MAPP2)技术,使制造商能提供以前只有高端电视才具备的一系列先进高清电视功能。此外,该平台还提供一套完整的驱动程序集,电视制造企业可通过标准API进行访问以供自行开发使用。

许创厚::中国市场是各公司想尽办法要挤进去的市场,竞争激烈是可以想象的。从制定规格的竞争、解决方案的竞争乃至客户及消费者端,最大的挑战仍将是价格的竞争,也因此有在中国市场形成众多山寨产品。要能提高产品的竞争力从而提高产品最终售价,通过设计差异化以吸引消费者及客户的购买欲望,是当前中国厂商及方案商都面临的极大挑战。在整合更多资源下,联阳持续在高速影音接口技术上耕耘,已可提供全系列达最新1.3版的HDMI接口芯片,包括发射器、接收器、切换器等,及全新DisplayPort1.1a解决方案。

高清多媒体接口阵营避谈竞争论互补

在家庭娱乐高速接口领域,HDMI似乎是大势所趋,但DisplayPort(DP)也正快速进入意图分一杯羹。HDMIDP作为新一代的数字多媒体接口标准,也因而卷入家庭娱乐多媒体接口之争的漩涡,人们总是习惯将这两种接口标准与电视和PC的家庭娱乐中心之战相提并论。那么,在激烈的市场竞争环境下, HDMIDP将演绎怎样的发展道路?Silicon Image中国区总经理王守军和硅谷数模市场部经理梁倩虽然都各自看好不同阵营所拥护标准的未来,但却都不约而同地相信HDMIDP2009年将进入互相渗透的阶段。

王守军:HDMI技术标准获得了巨大的成功,在世界范围内已有超过850家消费电子和PC制造商采用该技术,HDMI的市场份额依然在继续增长。In-Stat的调查结果显示,2009年预计有超过3.94亿台带HDMI接口的设备面市,到2009年底100%的数字电视都会拥有至少一个HDMI接口。下一代的HDMI标准将会在2009年上半年发布,在新规范中响应了5项业界的重要发展趋势,它们包括通过HDMI电缆内的以太网线,将高清视频、音频及高速网络数据合并在一起;音频回送通道,即允许TV通过HDMI电缆将音频数据流输送至音频/视频接收器进行处理和回放,因此可减少一根S/PDIF电缆;提高HDMI连接速度上限,以符合高性能的4kX2k3D视频传输要求;为车载高清视频提供接口;定义了新的、更小的19-pin的接头。

为进一步推动移动连接技术,Silicon Image为手机、摄像机、便携式媒体播放器(PMP)、移动互联网设备(MID)和其他移动电子产品开发了MHL(移动高清连接)技术,这是一种低功耗、引脚数量极少的高清解决方案。MHL芯片目前已上市,它支持480p720p/1080i的视频分辨率。

2009年的CES上,Silicon Image还发布了一项基础性的技术-LiquidHDLiquidHD是一种新的为个人娱乐而开发的技术,它能够快速便捷地将电视、消费电子产品、个人电脑、便携式媒体设备及其他家庭娱乐设备结合成一个无缝网络,用户可以在家里从任何一台基于LiquidHD的显示终端欣赏来自于任何源设备的数字内容。

DP代替HDMI,或者与HDMI分庭抗礼的可能性非常小。HDMI有提早4年的上市时间的优势,至少在消费电子领域,这种优势意味着竞争在还没开始就已经结束了。因此,DPHDMI最后可能会成为互补的技术,在不同的市场实现不同的应用。DP最有希望的应用场合,同时也是PC制造商最为关注的一点是替代以往PC和显示屏之间的LVDS(低压差分信号)接口。HDMIPC应用上作为外置接口也越来越流行是其消费电子市场统治地位的反射,当越来越多的消费者寻求连接PC到带HDMI接口的平板电视上的方法,这种共同促进关系会变得越来越强。即使DPPC内部视频接口方面获得优势,我们仍然可以预测HDMI的市场需求会越来越强,因为在不断统一的世界中更需要一个统一的接口。

梁倩:截至到2010年,100%DTV将配备至少一个HDMI接口。针对DP而言,市场在2009年将展露高速增长的势头,带有DP的设备将以每年243%的速度增长,到2012年出货量将达到6亿部。 HDMIDP同作为新一代的数字多媒体接口标准也是会随着市场的需求演进的,在2009HDMI可能会在3DTV中崭露头角,而DP也将推出下一版的规范,在传输速度上更上一层楼,以满足全球市场对高清媒体的需求。值得一提的是,无论是HDMI还是DP在未来的一年中都会将中国市场视为一个战略重点来对待。在2009年,HDMIDP将进入一个互相融合的阶段。双模产品将是未来市场的一个增长点,DP作为一种后进入市场的技术,在产品开发之初就考虑到了向下兼容的问题。

接口技术作为电路级的设计将推进高清电视、PC以及消费电子产品的节能步伐。就拿DP中的DDM(Direct Drive Monitor)为例子:每台DDM的功耗,在其他条件(尺寸、构造等)相同的情况下,可比传统液晶显示器小5瓦。同时更轻薄的应用也会受到市场的青睐,DP技术无疑将给超薄电视的发展带来更多动力。

HDMIDP这种需要专业性较强的测试和服务支持的产品,几年内不可能被主芯片所取代。HDMIDP都还处于不断创新和发展的进程中,所以集成和分立都各有市场。但作为接口技术本身而言,还是存在被整合的风险,只是这种风险在未来的几年里还不是很大。

 

 
信息来源:国际电子商情  上传时间:2009-04-01  本会发布日期:2009-08-27
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