随着生活水平的不断提高,人们对视像产品的要求越来越高。电视机从黑白过渡到彩色,尺寸从9寸发展到21、29、34、46甚至更大；信号方式从模拟转向数字；图像清晰度从300多线上升到500多线,现在发展到1080线。在大众消费中,这种追求更高层次享受的趋势是不可逆转的。因此,作为一种支持高清晰影碟机的标准,EVD受到了广泛关注。
EVD的最关键点是高清晰度,这也是它与DVD碟机的最大区别。EVD支持1920*1080i和1280*720p的16:9高清格式,而DVD只支持720*576的标清格式。世界上第一个开通数字电视广播的美国规定真正的高清晰度数字电视必须符合3个条件:
1.能够接收和显示1920×1080i×60Hz的格式(简称隔行1080),此种格式的行频是33kHz；
2.能够接收和显示1280×720p×60Hz的格式(简称逐行720),此种格式的行频是45kHz；
3.显示画面的长宽比为16:9。
能够同时符合上述3个条件的电视,才能够称为合格的HDTV电视机。可以说,EVD是仅有的能够与真正高清淅数字电视格式匹配的民用高清晰度影碟机。
EVD作为国家电子行业标准已经公示,它包含四部分内容:
1.物理格式: ECMA 267 120mm DVD只读光盘,ISO/IEC 16448 信息技术——120mm DVD只读光盘。
2.文件系统:ECMA 267 信息交换——单次写入与多次写入介质的文件系统；ISO/IEC 13346 信息技术——单次写入与多次写入介质的文件系统；UDF 1.02 OSTA 通用磁盘文件系统标准。
3.视频格式: ISO/IEC 13818-2 信息技术——活动图像及其伴音的通用编码:视频(MPEG2 视频编码),支持从VCD质量(352*288)直到高清晰度电视质量(1920*1080)的常见视频格式并可以扩展使用其它视频压缩方式。
4.音频编码:未压缩格式:LPCM,压缩格式:ExAC；支持多种音频格式,如M1L2、MP3、 MLP、DD/CE、AC-3、DTS和HDCD；支持立体声、5.1环绕立体声。
EVD与DVD的差别可以清楚地从表1的对比中得知。与DVD一样,EVD的视频压缩采用MPEG2技术,同时支持MPEG-1解码。而EVD的音频压缩采用具有自主知识产权的ExAC技术。EVD支持的节目清晰度为:352(288(PAL)及320(240(NTSC),~382分钟／D5盘片；720(576(PAL)及704(480(NTSC),~120分钟／D5盘片；1280(1080i,~110分钟／D9盘片；1920(1080i,~50分钟／D9盘片。第一款EVD处理器芯片是由LSI
Logic公司采用0.18微米CMOS工艺制造的,它采用308引脚BGA封装,内核电压为1.8V,I/O电压为3.3V。该芯片具有EVD专有的内容保护技术以及针对高质量视频的运动图像补偿和逐行处理技术。
ExAC音频编码技术
ExAC音频编码技术是北京阜国数字技术有限公司和瑞典Coding Technologies公司联合开发的、基于已有的EAC技术和SBR频带扩展技术的新一代音频编码技术。由于采用了高效率的SBR频带扩展技术,使得ExAC技术可以在非常低的码率下,依然保证高质量的音频服务。因此,ExAC不仅可以满足各种高质量的数字音频应用需求,同时可以满足各种对带宽要求苛刻的音频应用场合。
EAC音频编码技术是北京阜国数字技术有限公司开发的高效率音频编码技术,EAC技术采用了基于多分辨率的时频映射技术、全局感知失真最小的量化和熵编码技术,以及高效率的立体声冗余消除技术。EAC编码技术可以支持单声道、立体声、4.1和5.1等环绕声编码模式,是EVD系统的早期音频格式。
在ExAC编码器中,EAC作为内核编码器,当SBR编码模式开启时,工作在为分析频率一半的带宽内。此时,EAC编码器主要包括2 : 1下采样器、时频映射器、量化熵编码器和心理声学计算单元。EAC内核编码结果输入到ExAC系统复用器。
一个典型的EAC编码器如图2所示。其中信号类型分析单元将输入音频帧分为两类:平稳类信号和瞬变类信号。当编码帧为瞬变类信号时,编码器结构进行自适应调整,以有效抑制编码信号的预回声效应。在目前的EAC内核中,可以采用频域矢量量化(FLPVQ)和多分辨率矢量量化(MRVQ)技术提高编码信号的时间分辨率和量化精度,从而实现预回声的有效抑制。
在EAC内核中,为了有效降低不同声道信号间的信息冗余,采用了高效率的和差立体声(M/S)编码技术。当选择和差立体声编码模式时,解冗后的和信号和差信号分别被送到量化和熵编码器进行编码。
在量化和熵编码器中,待量化系数被以尺度因子带的方式组织成不同的量化单元,每个量化单元(尺度因子带)中的系数采用同一个非均匀标量量化器量化处理。然后,对量化后的系数进行哈夫曼编码,以进一步提高编码增益。由于量化系数被组织成不同的尺度因子带,因此,如何在不同尺度因子带中有效分配编码比特数是保证编码效率的重要因素。
SBR技术的基本原理是:由于音频信号的高频成分和低频成分之间有很强的相关性,可以利用音频信号的低频成分获得高频成分的有效表示,使编码效率获得极大提升。
在SBR频带扩展技术中,可以利用频谱包络等边信息提高高频成分恢复的精度。在编码中,这些边信息被称为“频带扩展数据”,并且可以利用高效的表示方法进行编码,以最大限度地节省编码比特数。
SBR编码的工作过程是:在编码端,通过对原始输入音频信号进行全频带分析,提取高频成分包络信息和其他特征成分,并将这些频带扩展信息和EAC编码器输出流复用,形成ExAC码流。在解码端,ExAC码流解复用获得核编码和频带扩展信息,核编码信息通过EAC核解码器获得半带音频信号,再进入SBR解码器,利用频带扩展信息进行高频成分重建,获得全频带的音频解码信号。
总结
由于EVD代表了电子视像的走势?D?D高清晰,所以与世界潮流不谋而合。HD-DVD正在起步阶段,离百姓生活还是太远。HD-DVD是基于蓝光的技术,要求工艺水平和制造成本都很高。使用蓝光技术意味着中国的光盘生产技术设备、光头生产都将推倒重来,其带来的制造成本以及碟片的节目成本将在相当一段时间居高不下。EVD是完全基于红光技术的高清影碟机,即在现有的设备基础上实现了一个新的高清晰产业的开始。随着高清晰技术的发展,EVD不仅可以在影碟机领域占有重要地位,而且在军事、医疗、工业、广播电影电视、IT存储等领域得到十分广泛的应用。
作为EVD系统产业化和市场推广不可或缺的一个重要环节,节目制作和生产工作已经展开。在阜国公司的技术支持下,与DVD5物理格式(4.7G容量)兼容的EVD标准清晰度(720×576)节目盘片已经完成批量试生产,一部标准清晰度电影可以完整地存储于一张这样的盘片上。伴随着DVD9物理格式(8.54G)的盘片开始投放市场,与此物理格式兼容的EVD高清晰度(1920×1080i)节目的盘片已经制作完成,一部高清晰度电影基本上可以用这样的盘片完整地加以存储。未来完整存储一部任意清晰度电影的EVD盘片生产成本(不含电影本身的版权费用)一般将不会高于6元人民币,而且盘片数一般不多于2张,这对EVD系统的产业化和未来的市场推广是极为有利的。此外,在上海和广州,将由中国录音录像出版总社等音像制品生产和销售企业组建与EVD配合的节目(软件)联盟,以支持和协助EVD的产业化。碟机的生产也得到国内知名厂商的大力推广,新科集团在2004年初已经大规模生产,推入市场；上广电和夏新的EVD产品也相应上市,同时EVD 的出口态势也十分良好,得到国际社会的广泛认可。
作者:封欢
市场总监
潘兴德
音频实验室主任研究员
北京阜国数字技术有限公司
京公网安备 11011202001138号
