中国音频核心技术产业化路在何方?

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 全球市场上可提供音频编码技术完整方案的公司并不多,核心技术基本掌握在美、日、欧等国家和地区的跨国巨头手中,包括美国的杜比、DTS、ACC和日本的索尼等。中国数字音频核心技术与标准的缺失,意味着国内企业只能充当“制造商”的角色,数字音频产业的大部分利润将被国外专利组织攫取,更重要的是,我国企业因此而丢掉音频产业未来发展的主动权,因此,中国音频核心技术的产业化显得尤为重要。

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在音频产业中,主要围绕音频内容,将音频内容的处理进程分为收音、编辑、制作、版权运营、传输到接收播放环节。在上述环节中,音频传输过程中的音频压缩编解码技术决定了音频传输过程中的音质保证,属于音频技术中的核心技术,

其他外围支持技术都以核心技术为基础,提供具体的应用解决方案。编码格式作为一种标准,贯穿全产业链,上游内容制作终端与下游音频播放终端可以采用不同的技术解决方案,但都必须兼容内容采用的编码,才能够保证从内容的音频内容的顺利传播。

一、国内外音频编解码技术对比分析

(一)国内外主流音频编解码技术简介

目前,主流的音频编码格式主要有MP3编码技术、ACC编码技术、AC3编码技术、DTS编码技术和具有中国自主知识产权的DRA编码技术。

MP3是一种音频压缩技术,是MPEG Audio Layer 3的简称,被设计用来压缩音频文件大小,大幅度降低音频数据量。音乐分享在互联网上的蓬勃发展,推动了MP3技术的快速普及。因为MP3编码文件具有体积小、使用方便的特点,互联网用户将大量音乐转换成为MP3文件在互联网上分享。与此同时,大量支持MP3的播放器涌现互联网,各种MP3播放器硬件产品层出不穷,呈现出内容、软件、硬件共同繁荣的场景。

AAC(Advanced Audio Coding)于1997年由Fraunhofer ISS、杜比实验室、AT&T、Sony和苹果公司等共同开发。相对于MP3编码技术,AAC支持DRM数字版权管理,可以帮助在线音乐发行服务商管理音乐的播放授权。AAC格式的音频文件相比MP3文件体积更小,音质更佳,支持多声道,编码效率更高。AAC编码技术的最大推动者是苹果公司,其最著名的音乐商店iTunes Store全面提供AAC格式音乐。

AC3技术(Audio Coding 3)是杜比公司开发的高级音频压缩技术,就是我们常说的杜比数码(Dolby Digital),它可以对6个比特率最高为448kbps的单独声道进行编码。AC3是一种环绕声制式,该环绕声系统有5个全频域声道和1个超低音声道组成,被称为5.1声道。六个声道的信息在制作过程中全部数字化,信息损失很少,全频段的细节十分丰富。AC3的压缩率与MP3相似,被广泛应用于电影电视领域,提供环绕声的效果。

DTS(Digital Theater System,数字化影院系统)是美国DTS公司的音频编码技术,是DVD和蓝光的强制音频标准。DTS的多声道环绕声技术采用声音相关性高的压缩数据,采样率在24 bit下达到192KHz,声音可被量化为16,777,216个级别。这种巨大的差异会使声音能够被更真实的记录下来,并且更平滑、更具动态效果,使声音还原更接近于原始的效果。5.1声道的DTS DigitalSurround早在DVD时代就与优质的视听享受画上等号,蓝光格式出现之后,更被选定为必备音频格式。

DRA技术是DRA多声道数字音频编解码技术同时支持立体声和多声道环绕声的数字音频编解码,它的特点是用很低的解码复杂度实现了国际先进水平的压缩效率。由于DRA技术编解码过程的所有信号通道均有24 bit的精度容量,故在码率充足时能提供超出人耳听觉能力的音质。DRA技术可应用于数字电视、数字音频广播、数字电影院、网络流媒体、IPTV及移动多媒体等领域。DRA技术已在国内外申请发明专利62项,已获正式颁布的标准有国际标准2项、国家标准2项及行业标准3项。

(二)常用音频编码技术比较

主要音频编码技术对比如下表:

表1常用音频编码技术比较
    AAC    AC3    MP3    FLAC    DTS    DRA
支持厂商    苹果    杜比    MPEG    Banner    DTS    广晟数码
压缩比    高(18:1)    一般(10:1)    一般(12:1)    低(1.7:1)    低(4:1)    高(18:1)
带宽要求    低    一般    一般    极高    高    低
音质    一般    一般    差    极好    好    较好
支持声道    5.1    5.1    2.0    5.1    5.1    5.1
媒体资源    丰富    一般    丰富    一般    一般    极少
专业设备    多    一般    多    多    一般    少
终端设备    极多    极多    极多    一般    一般    极少
播放软件    多    多    极多    一般    一般    无
授权情况    编解码设备及软件    终端收费    专利过期    免费    终端收费    终端收费
产业成熟度    成熟    较成熟    成熟    一般    较成熟    不成熟

数据来源:赛迪顾问整理,2017,03

通过技术比较,可以清晰看到,具有中国自主知识产权的DRA编码技术同其他核心技术相比,在压缩比和音质方面均有一定的优势,位于国际领先水平。但在产业化发展方面相对落后,媒体资源、专业设备及终端方面布局极少,产品及内容方面很不成熟,没有找到符合自身的发展模式,制约了DRA技术的发展。

二、中国自主知识产权音频技术产业化困难重重

(一)未有效打通音频全产业链

在音频产业领域,按照传播渠道不同,又分为广电系统、互联网、院线和本地化四种传播渠道。国产的DRA技术在产业化市场推广中选择从广电系统开始,较多布局在广电系统,其他领域几乎没有涉及,并且迟迟没有进入市场化程度高的互联网领域,产业链布局不够完整,影响技术推广和市场影响力。

(二)专利收费未形成有效模式

杜比及DTS等企业机构在国际中的主要盈利点是基于技术产生的内容和产品在产业中的广泛布局,来收取高额的专利费用。在中国,在音视频行业中国家对下游重点厂商支持发展的考虑,音频专利技术收费有一定的困难。另外,收费对象及收费方式还没有形成相互认可的固定模式,DRA的解码器集成在芯片里,给予芯片厂技术支持,但最终收费的是没有提供过服务的终端厂家,在这方面需要与下游厂商达成一致。

(三)品牌效应不够,未形成固定客户群体

DRA技术发展了十几年,但是在市场中的认知度不够,没有形成相应的品牌效应。这是由于一方面产业链中缺乏DRA的媒体内容,无法聚集消费群体,从而没有形成市场空间。另一方面是公司专注于专利技术与国内外标准的申请,未进行市场宣传,缺乏传播渠道,虽然技术方面有一定的先进性,但没有真正形成品牌效应。

三、赛迪建议

(一)紧抓市场需求,注重高品质音频市场拓展

目前,全高清电视机基本已经普及,高质量网络视频已经全面提供1080p高清片源,有线电视节目基本普及标清,正在快速向高清时代迈进。但音频质量并没有有效提高,目前大多数电视节目仍采用单声道音频,效果严重影响用户体验。而在互联网领域,在线音乐业务快速增长,在2016年,中国在线音乐市场规模超过60亿元,巨大的市场为音频技术发展提供了机会。随着在线音乐品质不断提升,越来越多的用户开始关注高品质音频,对高品质音频需求不断增长,市场也即将爆发。DRA技术能够在较小的带宽下提供高品质的音乐,正好可以满足市场的需求,因此,应该在开放的环境中,保证对自身技术的控制权,通过互联网运营来获得用户。

(二)加强技术研发,紧跟国际先进水平

音频传输段的编解码技术虽然是核心技术,但是市场的需求并不是单一的传输段技术,对音效进行渲染和增强的外围技术也是让用户买单的重要力量。另外,随着带宽的不断扩大,低码率高音质的DRA技术的进一步提升的迫切性有所减缓,反而新型视频模式,如3D和VR带来了新的音频技术需求。因此,需要持续进行技术研发,侧重于外围支持技术开发,增加产品附加值,保证国产技术在市场上的领先性。

(三)注重技术服务,提供音频一体化解决方案

在音频应用解决方案领域,杜比、DTS、Sony、Bose、JBL等均有各自不同的解决方案,布局范围涉及到家庭影院、汽车、个人播放器、智能手机等各个角落,能够营造良好的回放音效、构建环绕立体声和虚拟环绕立体声效果、减少环境噪声,提升音乐的收听音质。这些音频解决方案需要的场景非常广泛,市场需求极大,而且后期回放音质的改善更容易引起用户的注意,得到用户的好评。因此,可以在这一领域注重提供音频的一体化解决方案,提升市场的占有率,营造良好的客户基础。

(四)加大品牌宣传,推广国产音频核心技术

在产业化进程中,将品牌推广与技术授权捆绑,注重与国际大品牌的合作关系,借助他们的品牌影响力,树立高端品牌形象。围绕“民族品牌”、“自主研发”、“听中国人自己的声音”等主题拍摄系列品牌宣传片,打造国产音频品牌。打造DRA专区,与内容合作伙伴共同推广,以DRA技术具有低带宽、高品质的特点为亮点,与设备厂商和音乐内容提供商共同推出音乐专区,大力推广国产品牌。

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