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MP3 Player技術市場發展趨勢
 

【作者: 陳雅芬】   2004年09月03日 星期五

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自2003年MP3產品於市場大放光采後,2004年MP3即進入黃金成長期,市場爬升速度之快,另人咋舌,預計2004年全球的市場規模將達到4000萬台。各種新技術及新產品持續於市場發光,仔細觀察主要的關鍵變化有造型多樣、儲存容量提高、多元化(flash-based、HDD-based、CD-based)且新功能增加。而隨著市場量的擴大,小眾市場崛起,預測MP3也將朝向兩極化發展:極簡式及多元整合。


儲存容量擴大VS.記憶體bye bye!

按照一般半導體記憶體容量發展規律而言,快閃記憶體MP3容量每年也在不斷升級,預計會提昇至256MB~512MB,而隨著技術的成熟及市場規模發展,也解決了大容量快閃記憶體價格偏高的問題。隨著儲存容量的不斷提昇,消費者對容量空間的要求也會到達一定的滿足極限,接下來的革命將會轉向功能及價格上。例如:目前已有廠商開始推出MP3隨身碟中,不再內建NAND型Flash晶片組,而是以外插Flash卡或外插U盤的方式,讓MP3功能簡化僅是一台播放機或是以附加功能來吸引消費者目光。


小眾市場崛起

在MP3產品走向大眾化趨勢後,消費者對於MP3的需求會產生多樣化及分眾化,有隨著時尚潮流的外觀創新;彩色螢幕LCD、OLED亮麗的視覺效果;突破「聽」的功能,整合ADPCM/MP3錄音、電子辭典、語言學習、FM收音機等附加功能;內建遊戲、圖片、電子書閱讀功能,讓消費者可以邊聽自己喜歡的音樂,還可以欣賞彩色圖片及運用E-BOOK瀏覽功能讀書或者玩玩精緻的小遊戲,讓MP3 Player成為具娛樂功能的平台。


在傳輸功能部份,USB OTG實現在無主機狀態(Host-Less)下進行資料傳輸,可以直接與現有的功能裝置或其他的OTG產品互通,雖無其它花俏功能結合,明顯的功能區隔,也將成為熱門的選擇之一。不過,畢竟一個產品不能囊括所有的新功能,廠商還是必須瞄準選擇的客戶群體,以新的特色及技術,贏得自己的用戶群。


《圖一 MP3產品內部處理流程圖》
《圖一 MP3產品內部處理流程圖》

高音質、低耗電與高集成度

隨著產品趨勢發展,MP3播放器的體積日益小型化,IC供應商莫不以追求高集成度、低功耗和低成本為目標。而播放器的中心是音頻解碼器,同時也是決定其音質好壞的關鍵。一顆表現出色的MP3播放器,除了注重處理器的運算精準度、選擇適合的材料零件來提高音質的表現外,低耗電量能夠提供更長的播放時間,也是可攜式播放器的一項重要特性。尤其在晶片集成度高的同時,電路更加複雜,藉由使用高效能DSP晶片、高度整合化、更少的邏輯以及採用多種低電壓(multiple low voltage)的先進製程等,都可以減少耗電量。


追求更好的音質表現是MP3發展的重要方向,目前MP3的壓縮率高達


10:1~12:1,亦即數位音頻信號約有90%是被拿掉的。一分鐘CD音質的音樂,未經壓縮需要10MB的存儲空間,而經過MP3壓縮編碼後只有1MB左右。不過MP3對音頻信號採用的是有損壓縮方式(lossy compression),為了降低聲音失真度,MP3採取了「感官編碼技術」(perceptual coding techniques),即編碼時先對音頻資料進行頻譜分析,利用人耳聽覺上的遮蔽效應,將量化雜訊限制在人耳無法察覺的範圍內,除了能夠提供高壓縮效率,還能保持非常好的音質。未來在儲存容量可滿足一般人的需求後,技術焦點也將放在聲音品質及功耗效能的提昇上,如更高端24bit△Σ信號處理的DAC技術作高傳真(Hi-Fi)或者以Class-D高效能的功效加上DSP信號補償處理,以呈現出接近CD的音質。以下列出聲音壓縮技術下個階段的發展重點。


聲音壓縮技術下階段發展重點

提昇DSP由16bit至24bit,或使用VLIW(Very Long Instruction Word)技術,在低功耗下,低速運算下維持多工高效能,並且增加運算精確度。


其它提供高壓縮比但更接近CD的音質方式,例如:MP3Pro能把音效檔案的文件量壓縮到原有MP3格式的一半大小並保持原有音質;或者在基本不改變文件大小的情況下改善原先的MP3音樂音質,值得注意未來的發展性。


進階至AAC的壓縮技術。和MP3比起來,AAC的音質比較好,也能夠節省大約30%的儲存空間與帶寬,但是兩者是不相容的。


在固定壓縮比環境下(如固定在最高壓縮比12:1),如何在解碼過程中,以特殊的數位信號聲音處理方式(Special Digital Audio Processing)提高音質以及加強音色及音效的表現。


解碼過程不一定與編碼一致,亦即解碼可不依照編碼作逆向信號處理,如能以簡化處理的程序則可降低功耗。


MP3產品應用與未來

MP3產品發展至今,形成以行動碟應用為主的發展路線,在品牌差異化拉近的影響下,以致於市面上同質產品種類繁多,但最後是大同小異而取決於價格及功能的選擇。所以MP3發展的下一步驟,應該思考的是MP3真正的商機不在於「終端商品」(end product oriented),而是發展成為內建於各種數位商品如PDA、手機、鐘、手錶或IA的「附屬產品」(accessory oriented),而能夠大量應用的前提下,其關鍵就在於以MP3解碼的核心之外,如何設計出快速開發、具彈性、精簡化及支援多種產品應用(general purpose)的SoC介面技術。


另外,在decoder技術發展日趨成熟後,接下來應該要提昇encoder的技術,解決目前功率大、數學運算量大及DSP運算速度的問題,讓垂手可得的多重音源,能以高壓縮比的MP3檔案儲存與應用,更讓codec的核心技術將MP3音樂無界限的特色發揮到淋漓盡致。


《圖二 MP3產品與其他產品進程對照圖》
《圖二 MP3產品與其他產品進程對照圖》

MP3不死 市場長青

就像當年的錄影帶,在SONY Beta格式一片叫好聲中,VHS卻出人意料的以黑馬姿態大敗Beta,原因在於VHS的帶子流通性廣,使用人數大量且普及,最後,以content取勝。而現在MP3音樂檔透過網路上或合法、非法方式所取得的檔案有幾萬首歌,約佔壓縮音樂90%以上,即使WMA、OGG或AAC等各種聲音壓縮方式層出不窮,MP3垂手可得的市場性、儲存容量的多文化,從flash-based到iPOD造成的HDD-based旋風,或者光儲存方式的CD-MP3 Player,可見MP3的發展不再是產品,而是已形成產業,從此處更可預見MP3將是唯一獨領風騷的勝利者。(作者任職於演算科技)


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