PMP普及仍多障礙 可攜式多媒體播放裝置面面觀

2005-05-26
PMP的全名為Portable Multimedia Player手攜式多媒體播放器,其特點就是擁有大面積彩色螢幕,支援視頻及音頻的播放,擁有巨大的儲存空間...
PMP的全名為Portable Multimedia Player手攜式多媒體播放器,其特點就是擁有大面積彩色螢幕,支援視頻及音頻的播放,擁有巨大的儲存空間。  

隨著技術及市場的發展,能夠單純播放音頻的隨身MP3播放器已經難以滿足未來用戶的需求,在這種情況下,一些廠商都開始開發更為強大的PMP產品。  

根據專業市調公司TRi估計,2003年PMP(Portable Multimedia Player)出貨量約86萬台(表1),而2004年在微軟平台支持者的參與下,市場規模可望達到335萬台的水平,2005年出貨量750萬台,樂觀估計2006年出貨量超過1,200萬台,產值超過50億美元,未來若與汽車導航系統或DSC或DVB-H結合,將可擴大這塊領域的需求與商機。  

另外,In-Stat/MDR在一份名為「掌上型影音播放機:音訊、視訊和更多」報告中預測,可攜式媒體播放機銷售量在未來四年內將超過760萬部,2003-2008年間的複合年成長率則達到179%。該公司認為隨著消費者需求日增,產品功能不斷強大,價格又逐步下滑,將刺激此一市場更多消費。  

PMP功能靈活性高 合適的硬體平台為關鍵  

市場上有很多針對PMP的多媒體晶片都內建有音視訊編解碼器,但這些編解碼器的選擇範圍並不寬。同時,市場上已有幾種可解碼MPEG-1、MPEG-2及MPEG-4 SP的晶片以及可解碼WMV的晶片,但這些晶片只能用在音視訊及文件格式組合有限且相對固定的系統中。正如我們以上分析的,PMP的這些功能所要求的靈活性,比擁有整合式硬體編解碼器多媒體晶片所支援的靈活性更高。  

因此,為軟體編解碼器選擇合適的硬體平台就顯得非常關鍵。高效率、低成本及選擇良好的整合周邊元件都十分必要。採用CPU與DSP組合是一種理想的選擇。DSP可專用於執行軟體編解碼程式,而CPU則用來處理所有文件解析、管理、儲存以及用戶介面與周邊元件管理等。理想情況下,CPU及DSP最好能與周邊元件緊密整合,且能處於同一晶片上。  

介紹PMP周邊元件和介面  

在PMP設計核心之中,CPU以及DSP組合還只是設計一半,PMP至少還必須能與下列設備形成介面:  

.類比音視訊源(如電視或DVD播放器)  

.數位視訊源(如CMOS或CCD照相機)  

.類比音視訊顯示器(如電視監視器)  

.數位視訊顯示器(如整合的LCD螢幕)  

.儲存媒介(硬碟、SD/MMC卡以及Memory Stick等)  

.PC(透過USB2.0連接)  

.用戶控制(按鈕等)  

為提供上述介面,PMP須具有以下設計單元:  

.將NTSC或PAL類比視訊輸入轉換成原 始數位視訊的類比視訊解碼器(整合或分離的晶片)  

.將原始數位視訊轉換成NTSC或PAL類比視訊輸出的類比視訊編碼器(整合或分離的晶片)  

.用來將原始數位視訊(從數位源或類比視訊解碼器上)輸入到DSP中的匯流排(符合CCIR656或601標準)  

.用來與外部PC進行文件傳輸的USB(2.0、2.0 OTG)介面  

.用於PMP LCD顯示的數位介面及驅動器  

.用於儲存與硬碟驅動器的IDE介面  

.與各種可攜式儲存媒介(CF卡、SD卡、MMC卡、Sony Memory Stick以及XD卡等)的各類直接記憶體介面  

.用於PMP控制的數位介面及驅動器等  

.開發階段,還應包括JTAG及RS-232串列介面  

PMP硬體設計實例  

整合的周邊電路包括:  

.類比視訊編碼器(NTSC及PAL)  

.直接LCD顯示器介面  

.直接CCD/CMOS相機介面  

.USB 2.0 OTG介面  

.用於PMP控制的通用I/O接腳  

.SD卡介面  

.MMC卡介面  

.Sony Memory Stick介面  

.兩個串列埠  

.JTAG介面  

PMP軟體設計實例  

需提供PMP多媒體框架、軟體編解碼器、文件處理器、加密器、多媒體預/後處理過濾器以及用戶介面軟體模組的平台。Ingenient還開發採用TI公司TMS320DM270系統單晶片的PMP產品設計軟硬體解決方案。DM270一年前已量產,並已被用於一些即將推出的PMP產品中。CPU加DSP、加上整合式周邊的系統單晶片以及易於更新的軟體編解碼器的組合,構成了PMP設計核心。這種以軟體為中心的產品設計,能透過從網際網路上下載最新的軟體來進行升級。  

PMP常見機種 可分為三大類  

內建硬碟的多功能影音播放機  

Thomson公司的Lyra RD2780為內建硬碟和調頻收音機的多功能影音播放機。Lyra RD2780 HDD影音播放機支援電視訊號輸出/音訊輸出與MPEG4視訊,消費者可以利用這部USB2.0裝置和主機存取各種內容,無論其來自網際網路或個人使用,如數位相機拍攝的相片,只要使用一顆鋰離子電池,就能播放4-5小時視訊及10小時的音訊,軔體最佳化後還能播放18小時的音訊(表2)。  

可攜式影音光碟播放機  

如韓國Iriver公司的IMP 1100支援電視訊號輸出/音訊輸出,消費者可以在26萬種顏色的2英吋彩色TFT液晶螢幕觀看家庭電影或是數位相片。利用TI的低功耗DSP和高效能直流電源轉換管理元件,IMP 1100採用一顆可充電式鋰離子電池,能播放6個小時的視訊和25小時的音樂(圖1)。  

記憶卡式影音播放機  

如鴻友科技(Mustek)的PVR-A1 MP4影音隨身看,是一款8合1(MP4影音、AV-IN即時轉錄、相片播放、MP3播放、數位錄音、Video語言學習、USB隨身碟、SD/MMC讀卡機)的多功能PMP產品。  

採用2.5吋TFT LCD,內建喇叭與麥克風,支援NTSC/PAL系統,內建32MB記憶體,可支援SD/MMC記憶卡。尺寸為96x77x20mm、不含電池重量為110公克。可播放ASF、JPG、MP3、WAV等影音格式,並可與支援PictBridge的印表機連接以DPS直接列印出來。  

價格過高及內容缺乏形成PMP的普及障礙  

雖然不少廠商投入PMP產品的開發,不過推出後下游通路不買帳,加上關鍵零組件的成本居高不下,卻也使得尚未推出的業者暫緩腳步,以觀察市場動態來說,OEM廠商也同樣面臨訂單欠缺的狀態。  

整體而言,2004年台灣市場上僅有少數幾家推出,包括掌寶、鴻友、中環以及韓國iRiver等廠商,不過各家出貨狀況並不佳;而代理多款PMP產品的建達國際也認為,2004年下半年PMP產品算是導入期,預計2005年更多業者加入競爭後,價格將有機會下跌後,才有可能看到成長力道。  

目前PMP產品中,沒有內建硬碟的產品屬於價格最低,但台灣市場仍需要新台幣6,990元,通路購買意願不高。製造端的業者認為,PMP產品目前在1.8吋硬碟、小尺寸面板成本皆居高不下的情況下,短期內要將價格降到通路可接受的範圍較難,加上MPEG4格式的影音內容,可供下載的來源稀少,不若MP3來源豐富,MPEG4檔案的取得不易,更增困了PMP產品的接受度。  

而在Content來源難題尚未解決之時,業者認為未來在開發PMP產品時,除了考量成本因素,未來軟體的使用介面,可能是通路接受的關鍵因素;此外內建硬碟的產品,若要與MP3做更多區別,將必須思考加諸更多應用價值。  

PMP產品的發展如學習美國HHE(Hand Held Entertainment)公司的做法,策略結盟MTV(Music Video)、Cartoon Network、Spike(Top Shows at Launch)、ESPN(Sports Programming)、Fuse、Comedy Central,兼營Digital Content節目,則發展前景就凸顯出來。  

PMP影像壓縮格式 可分為三大類  

在PMP影像壓縮上所應用之標準,大致上可分為MPEG-4、H.264、WMV(Windows Media Video)等三大類。  

MPEG-4 具高度壓縮功能  

MPEG-4係於1999年由國際標準組織MPEG(Moving Picture Expert Group)所制定完成的影音壓縮標準。  

隨著無線網路傳輸視訊、家庭娛樂系統的需求逐漸浮現,相關應用便成為次世代影像壓縮技術成長的動力。  

基本上影像壓縮是在畫面品質與傳輸速率上作一權衡,MPEG-4是採用與MPEG-1/2不同的壓縮技術,是將視訊畫面以object-based方式分析為前景、背景,再記錄動態軌跡,而MPEG-2則是以frame-based方式,將視訊畫面切割成macro blocks,再處理redundancy,MPEG-4得以具有高度的壓縮比。  

有別於MPEG-1/2應用於傳統固定頻寬之影音壓縮,MPEG-4在高頻寬環境下能傳輸高品質的影像,在窄頻環境下也能提供媲美MPEG-2的影像品質,因此適用於Internet和行動通訊等領域。  

此外上述的object-based編碼亦為MPEG-4的特色之一,它可將視訊、音訊、文字、2D或3D物件分別獨立編碼,再以階層方式組合成媒體串流,便可依接收端不同的頻寬需求而調整播放品質或展現特定影音物件,使其服務具有互動性和靈活性。  

目前在串流媒體市場上支援MPEG-4標準者,共有微軟、Real Networks、Apple2等三大派別彼此相互競爭。微軟擁有自行開發的MPEG-4 codec,而Real Networks、Apple則支持MPEG License Alliance開放標準。  

這種標準之戰,當有越多使用者支持或使用該播放器,也就表示該影音標準越普及;而一旦成為主流,就會成為所謂de facto standard(市場上的標準),所有軟硬體開發上就必須向其靠攏。  

H.264 具有良好頻寬利用率  

H.264分屬通訊與資訊領域的兩大組織ITU與MPEG,長年來在影音壓縮標準制定方面,屬於涇渭分明,競爭卻又互不侵犯的態勢,但也因而造成產業界的困擾。  

因此在因緣際會下,ITU旗下的VCEG(Video Coding Experts Group)與MPEG共同制訂出一種新的壓縮標準,在ITU規範下稱為H.264,而在MPEG-4中則歸類為MPEG-4 Part 10或AVC(Advanced Video Coding)。  

H.264具備有物件導向互動、合成場景、多平台等特性,但不同之處在於H.264包含網路調節層(Network Adaptation Layer),提供在不同網路上交換或傳輸的機制,因此具有較好的頻寬利用率,而這正是許多廠商意欲支援H.264的原因。  

但由於H.264的運算複雜度相對來得高,通常需要依賴強大效能的編解碼晶片才能達到時間效能的需求,因此產品成本與硬體需求限制,則成為它的市場發展限制因素之一。  

H.264的授權,亦如同MPEG-4一般,由MPEG LA統一承辦。有關H.264專利授權方面,大致分成兩部分:(1)對於嵌入H.264技術的編解碼器製造商,便依據其產量予以分級收費,同時並規範出各年度權利金上限,費用介於350-500萬美元之間。(2)針對傳送H.264視訊的通道業者,則有「Title-by-Title」、「Subscription」、「Over-the-air free broadcast」等收費方式。  

H.264專利授權條件還有一些爭議,特別是引起廣播、通道業者的反彈,故其專利授權體系能否獲得廠商的支持,則成為是否榮登影像壓縮標準主流的一大關卡與考驗。  

WMV 9/10 搶攻消費性電子市場  

微軟近年來發表Windows Media Player 9 &10,聲稱支援MPEG-4。但所指稱的「MPEG-4」是則微軟自行研發的MPEG-4 like的影音編解碼技術。微軟欲藉由個人電腦作業系統的霸主身分,夾帶其專屬的影音多媒體功能進入消費者市場。  

如果微軟的MPEG-4格式在這場戰役之中獲勝,成為多數擁有者的一方,那麼未來開發或修改MPEG-4格式,都必須徵得微軟的同意。  

微軟的WMV9(Windows Media Video 9),聲稱壓縮後能將DVD品質的視訊資料以1.3Mbps或2Mbps的速率傳輸,能透過ADSL傳送DVD資料。其定位鎖定在Media Center產品,而最近所提出之WMV-10,則特別針對可攜式產品量身訂做,將分別藉由Media Center與Portable Media Center等產品攻佔影像壓縮市場。最近WMV與WMA也獲DVD論壇通過,與MPEG-2、H.264同列DVD標準。  

未來WMV、MPEG-4與H.264在爭取次世代影像壓縮主流標準上將出現激烈競爭,其中較關鍵的將是授權環境,若H.264與MPEG-4在授權議題上無法與業者達成雙贏的協議,對微軟的WMV來說,將是搶奪PMP串流影音檔案之主流標準的大好機會。  

就PMP產品演變而言,對半導體廠商來說,欲從PC跨足到消費性電子領域,MPEG編解碼器可說是一條捷徑。在產品應用上,MPEG-4適用於行動裝置、互動式DVD、網路串流等。另外,由於MPEG-4在IP網路上有較佳的表現,部分STB廠商也著手開發MPEG-2、MPEG-4雙模或直接採用MPEG-4解碼器的STB。至於H.264,目前大多數廠商發展方向較著重於行動電視、視訊會議與視訊電話。  

PMP功能門檻待跨越  

要大量切入PMP產品領域,需要先行克服授權與硬體成本與效能之門檻。  

至於WMV,則視微軟是否能成功地在PMP市場上佔有足以成為de facto standard地位,才算是真正的成功。  

就產品層面來說,依據各方面的分析與預測,下一波成長動力可望發生在PMP的新興應用「行動電視」,亦即是在手機、PDA等行動終端傳送視訊、收看數位電視,無疑是吸引消費者的殺手級應用。  

日前歐規數位視訊廣播小組(DVB)已針對手持設備平台,提供數位電視之服務需求,制訂DVB-H規格,而歐洲、日韓一些大廠也已經開始佈局,諸如美國Sand Video、日本MBC行動廣播公司與韓國的SK Telecom等,均推出以H.264與MPEG-4視訊壓縮技術為基礎之行動電視應用。  

雖然行動電視的環境還未臻成熟,但不可否認的是行動電視不但是下一波殺手級應用,對PMP以及所屬行動影音串流之應用來說,更是一股正向成長的助力。   

行動通訊時代下所面臨的三個重要的環境衝擊計則有:  

.數位內容仍呈爆炸性的成長且內容多元化  

.整合性的數位聚合服務  

.使用環境人性化  

在上述三項衝擊下,便產生優質人性化的行動生活願景,有效協助提昇生活品質與社會和諧。  

然而要達成這種願景,如何透過PMP以及所屬應用,將可以為各種服務帶來人性化的觀念,讓使用者輕鬆使用各種服務與裝置,減少消費者的不滿及負擔。  

因此對PMP而言,想要獲得較佳的業績,在未來產品推出上功能、省電及價格最為重要;另外,涵蓋高品質與高效能媒體播放格式,也是在眾多行動娛樂產品中脫穎而出的重要條件。  

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