BBE系统技术详细解析

BBE系统技术详细解析

BBE高清晰度语音技术是BBE Sound特许使用的核心音频增强技术，BBE Sonic Maximizer系列专业音频信号处理器也使用了该项技术。经BBE Sound 特许用于消费电子产品的其它技术要么集成了该项核心技术，在与BBE高清晰度音响一起使用时得到了优化以取得最佳效果。

　　BBE高清晰度语音技术主要分为以下几种：

　　BBE MP即MP3 (和全“损失”数位压缩) 音频增强和复原技术。BBE MP (最小化多项非线性饱和)技术通过数位压缩恢复和增强谐波损失，进而提高经数位压缩处理的音频（如MP3）音效。BBE MP从原始资料中再生声音，因而有效地恢复声音的温暖感、细腻感和细微差别。通过过取样技术，BBE MP将MP3/WMA档的高频段扩展到CD级频段。

　　应用范围：MP3播放机、MD播放机、CD播放机、身历声耳机、微型组合音响、携带型身历声、车载身历声、TV、卫星无线设备 (XM、天狼星) 、网路电台、电话机等等。

　　BBE Optima即高清晰度声音处理技术。BBE Optima通过3维声场处理技术恢复因数码压缩（尤其是背景音乐的压缩）而丢失的立体影像。适用于微型组合音响、随身立体声音响、耳机立体声音响、汽车音响、台式电脑、膝上电脑等。

　　BBE T2即BBE 电话技术。BBE T2（电话技术）是一个增强电话声音清晰度的处理过程。电话声音受其带宽的严重限制，而该种技术通过渐进增强谐波高频并补偿其相位差的方式实现声音处理。应用领域为电话机、移动电话、无绳电话、语音邮件、对讲机、内部电话和复读机等。

　　BBE VIVA即高清晰度立体声处理技术。适用于电视领域，普通电视、背投电视、等离子电视和液晶电视等。

　　在MP3领域当中，主要采用的是BBE MP（MP3 音频增强和复原）技术。

首先，让我们一同来了解一下BBE MP的工作原理。

数位压缩

图1

Wave Form: 波形
Level: 电平
Compression: 压缩
Original: 原声
Frequency: 频率
Frequency Spectrum: 频谱

　　数位压缩主要是在频域内进行的。左上图所示的波形为示波器上显示的声波，在“A”点取样，其声谱以右上图所示的“原声”曲线表示。从本质上来说，这是个取样的过程。采集到的声谱看起来很复杂。校平这根复杂的曲线可以消除大部分（90%以上）声音、而不至于在很大程度上影响音质（如右上图示有“压缩”字样的光滑曲线所示，这正是数字压缩的核心所在），所以一般情况下还是可以接受的。

　　系统以大约40 KHz的频率、在时域范围内继续取样，生成如下所示的频谱系列。

图2

Time: 时间
Original audio spectrum: 原声声谱

　　数位压缩在频域和时域内进行，以频域为主。频域压缩和时域压缩后产生的频谱如下图简化所示（注：为便于理解，我们将该图大大简化了。许多资讯因此被删除并永久丢失了，这也正是此类压缩被称为“损失”压缩的原因所在）。还有，MP3的取样率往往低于CD的取样率，导致某一频率（取样频率的一半）以上的音频资讯全部丢失（请注意下图所示高于某一频率的音频资讯的突然丢失）。这一特定频率因情况而异，取决于频谱范围。

图3

Time: 时间
Digitally compressed audio spectrum: 经数位压缩处理的音频频谱

　　由这种资料档案还原而来的声音音质不错，还是钢琴的声音，喇叭的声音也没变，但声音的细腻感、细微差别和音乐感却没了，声音也了无生趣。BBE可以发现和增强压缩后的谐波、纠正时间校准，进而恢复和增强音频。但是，全部丢失了的谐波只能重新生成了。

MP处理

　　MP处理 (最小化多项非线性饱和) 可以有效地从“原声”生成如下图所示、标有“用MP处理生成的谐波”字样的谐波。将偶次谐波和奇次谐波融入原声时，偶次谐波产生的声音听起来比较和谐、温暖感较强、也很舒服；而适量的奇次谐波则使声音更为明快、更为强烈。这样处理的声音温暖感较强、较舒服，也比较出色（这种方式类似於真空管放大器，这种放大器也会生成偶次谐波和奇次谐波，因而真空管放大器的声音听起来比更为高级的固态放大器更温暖、更舒服）。

图4

Fundamental: 基音
Generated harmonics by MP process: MP处理产生的谐波
Frequency: 频率
MP process: MP处理

　　这种MP处理技术包括整个音频带宽，均匀地覆盖低频到高频的频段，但不能增强任何一个特定的频段、也不会改变该频段的颜色。下图所示为融入重新生成的谐波的频谱图。以较高速度取样的MP处理甚至能重新生成音频信号，因而补充了全部丢失了的高频音频。

图5

Time: 时间
Frequency: 频率
BBE MP processed audio spectrum: 用 BBE MP处理的音频频谱

BBE MP处理过程

　　以频率为基础按比例前移线性相位的BBE处理先於MP处理进行。MP处理能基于整个音频频段均匀地生成高次谐波。经 BBE处理的音频时间校准会逐渐减小（频率越高就越早），使生成的高次谐波的时间相位前移。BBE处理技术让电脑更容易分析声音，所需的谐波也比较少（与基音相比，时间相位前移了的谐波更便於电脑分析声音，这是心理声学的常识）。

图6

Time advance: 时间相位前移
Time delay: 时延
Time: 时间
Frequency: 频率
BBE MP processed audio spectrum: 用BBE MP处理的音频频谱

    BBE处理能逐渐增强频率较高的声音。在MP处理生成的谐波中，高频成分比低频成分多。BBE处理增益能降低这种差异。

    BBE MP处理技术能将经数位压缩後受损的声音转化为温暖感较强、更丰富、更细腻、更清晰、更强烈的声音。

相对于飞利浦，SIGMATEL以及炬力芯片，韩国的TELECHIPS算是MP3种的少数派。因此，很多人对这个牌子的芯片也不甚了解。所以，现在我们就为大家介绍这个系列的芯片，就算是少数派报告了。

一、Telechips公司简介

　　Telechips这个名字相信大家多少都有所了解，这是一家韩国MP3芯片研发公司，它的MP3主控芯片产品线包括TCC72X、TCC73X、TCC76X以及最新的TCC77X系列。
 
　　采用Telechips芯片的音乐播放器总能给我们带来惊喜。它以功能强大，音质出色著称，像变速播放、OGG/Q10音乐格式支持、FLAC无损格式支持，USB主机（USB HOST)，MPEG4视频播放、MP3直接编码等等强大的功能，很早就能在Telechips方案的MP3音乐播放器上看到。
 
　　当然，好货也不便宜。Telechips的MP3芯片因为需要复杂外围电路的配合，因此成本比起单芯片方案（Sigmatel、矩力）来说要高出很多，而且由于开发技术难度较高，仅在韩国MP3品牌厂商中采用较多，售价自然也不会很便宜。比如三星的采用TCC766主控的T7FX 1G版售价高达1399元，而采用TCC770主控的iAudio U3 512M版售价就高达1350元，这些价位并不是一般人能够承受的。

二、Telechips主流芯片

　　TCC72X和TCC730系列是2004年的产品，目前均已停产，目前Telechips主推的是TCC76X系列。

　　TCC76X系列共同的特征是，采用32位的ARM940T精简指令集处理器内核，运行速度高达140MHz，可外挂4 到8Mbit的 NOR闪存（用于存放固件），及16～64Mbit的SDRAM内存（用于运行大型程序），也可外接高品质音频芯片（TCC763/764/768为内置）。

图为：采用TCC760芯片的台电 TL-T19，1GB售价699元

　　TCC760是TCC76X系列中的基础型号，内存、音频芯片、NOR闪存均为外接形式，灵活性高。目前国内市场能见到的，采用此款芯片的音乐播放器只有台电的两款产品：C150和T19。

　　TCC766实际上就是在TCC760的基础上，整合了1MB NOR闪存 +WM8731音频芯片 + USB2.0模块。由于WM8731指标不如WM8750，并且整合到主控芯片上后，也受到一定干扰和影响，所以音质上不如独立音频芯片架构那样音质优秀。但是，整合的紧凑的设计却有利于缩小产品体积。

　　TCC767与TCC766的唯一区别是取消了内部音频芯片，使得厂商可以外接高品质音频芯片来提升音质。

　　TCC770—TCC77X系列是Telechips最新推出的新产品，主要的特点是应用了全新的0.13um工艺制造，并配备更高效的ARM946 微处理器核心，在提升运行效率的同时，大幅度降低了耗电量，续航能力提升了约1倍左右。目前，基于TCC77X的音乐播放器仅有两款，那就是iAudio的最新款的U3和I6。

三、Telechips主流芯片有什么优势？

　　总结一下，先对于其它主控芯片，Telechips主要优势集中在以下几点：

1.执行速度快

　　Telechips一直坚持采用强大的32位ARM精简指令集处理器（RISC）架构， 指令执行速度远远超过同类MP3主控芯片（一般采用8位、16位微控制器）。例如，TCC76X解码芯片核心采用主频高达140MHz的ARM9 RISC处理器，播放高码率MP3/WMA时更流畅，能完美支持500KPS码率的OGG/Q10音乐格式，也能支持码率高达1000KPBS的FLAC等无损压缩格式。同时也具备强大的视频播放能力：韩系三星T8/KS400可以用15FPS的速度播放160×128像素的MPEG4视频，而台电T19则可以20FPS的速度播放MPEG1视频及220×176像素的MPEG4电影视频。

　　同时，高速执行能力也使JPEG图片解码也更迅速，浏览图片时的优势很明显。(飞利浦PNX 0102解码芯片采用60MHz ARM7处理器核心，最常见的Sigmatel 3520芯片的主频是75MHz，微控制器为16位，炬力2085的微控制器为8位的Z80)

2.系统稳定性强

　　许多用户在检查MP3容量的时候，都会发现容量比标称值要少。这里除了换算方法的问题外，系统固件也占据了一部分闪存空间。而TCC76X则采用独立的高稳定性NOR Flash芯片来单独存放系统固件，不像其它的方案，把大部分的系统软件储放在原属用户的NAND闪存里面，NAND闪存是用户存放歌曲的空间，读写频繁，再加上NAND闪存本身不如NOR闪存稳定，所以系统固件崩溃的可能性高，这也是许多用户为什么要要经常刷新固件解决莫名其妙的问题，甚至回厂返修的的原因之一。这种架构可以显著提高MP3的稳定性，但缺点是成本和技术难度较高。目前只有Telechips等少数高端方案采用。

3.可外接大容量内存，爆音少

　　爆音一直是许多MP3存在的一个不大不小的问题。对于爆音，厂商、用户都各有各的说法，但这不规律偶尔出现的爆音的确对专注欣赏音乐的用户是一个打击。产生爆音的两个主要原因是解码芯片运行速度和内存空间的大小。廉价MP3采用的的低端解码芯片一般都是采用内置的几百KB的缓存，没有外接的内存空间，在加上处理大量数据时核心速度不高，产生爆音也是在所难免的。即使知名解码芯片也不例外。

4..支持格式丰富

　　Telechips芯片的另一大特点是支持的格式丰富，除了支持常见的MP3/WMA/WAV格式外，还支持CD级音质的OGG格式及不太常见的ASF格式。由于Telechips芯片采用ARM架构，理论上说通过固件升级，能支持现有任何媒体格式，这也是一个很大的优势。韩国的iAudio公司已经开发出了对FLAC无损压缩格式的支持，据传闻台电科技也即将推出对应T19的无损音乐格式支持固件，如果消息属实的话，那么彻底抛弃CD随身听的时候己经不远了。

四、视频播放能力

　　目前支持视频播放的MP3主控芯片主要有三种，一时珠海炬力的ATJ2085/2097解码芯片，支持MTV和AMV视频格式，二时美国Sigmatel公司STMP35XX系列，支持SMV格式视频播放；第三种就是Telechips，支持MPEG4格式直接解码。此外，最新的福建瑞芯也支持AVI格式直接解码播放。

　　事实上，无论是炬力的AMV，还是Sigmatel的SMV，其视频播放的原理其实是一组JPEG格式的图片连续播放，配以单声道的PCM伴音，无论是视频和音频难以令人满意。这也是传统的DSP架构主控芯片的局限性所至，无法实现视频直接解码。

　　而支持直接专业MPEG4视频格式的主控芯片目前只有两种：Telechips和福建瑞芯Rock chips。这也是基于ARM核心处理器的优势：拥有强大的运算能力和内存，只需要搭配相应的软件代码，就能实现多种格式的媒体文件播放。