数字音视频编解码技术标准AVS进展与发展计划课件

1、数字音视频编解码技术标准AVS进展与发展计划高文，黄铁军AVS工作组组长，秘书长中国科学院计算技术研究所2019年10月1内 容信源编码在数字音视频产业中的地位从国际标准发展及其专利许可政策看AVS的历史机遇AVS标准进展AVS知识产权政策以标准为龙头，发展数字音视频产业2信源编码在数字电视以及数字音视频产业的基础地位3信息产业部电子信息产品“十五”投资指南数字音视频产业是电子信息产业的重要组成部分，满足人们工作和生活中的视听需要，其产值约占信息产业产值的三分之一。2019年：我国的数字视频产业(不含数字音频)将是一个400

2、0亿元产值的朝阳产业。2019年：数字视音频产业年产值将达9000亿元，超过通信产业成为信息产业第一大产业。2019年：达到1.5万亿，成为国民经济第一大支柱产业。4数字电视广播的层次视图信源编码信源解码加扰加密解扰解密物理介质上的信号传输调制发射解调接收原始无压缩节目信源编码标准压缩数据包信道标准演播室拍摄、录制、编辑接收机显示、交互、数字电视行业标准国家标准5数字电视的共性核心技术信道传输技术标准（路）卫星、有线、地面传输交互信道存储信源编解码技术标准（车与货）基本业务：视频编码，音频编码，系统新业务：数据广播，交互电视，新媒体单项技术：显示、条件接收、版权保护

3、等6数字音视频编解码技术标准工作组(AVS工作组)工作范围 面向我国的信息产业需求，联合国内企业和科研机构，制（修）订数字音视频的压缩、解压缩、处理和表示等共性技术标准，为数字音视频设备与系统提供高效经济的编解码技术，服务于高分辨率数字广播、高密度激光数字存储媒体、无线宽带多媒体通讯、互联网宽带流媒体等重大信息产业应用。 7信源标准的多种垂直应用信道编码AVS标准数字电视广播纠错编码AVS标准存储激光视盘机打包AVS标准互联网网络终端音视频编码AVS打包/信道AVS标准移动通信手机等移动设备8数字音视频产业链9数字音视频产业产品层次系统集

4、成、媒体运营整机生产制造关键模块设计芯片设计与制造标准技术10AVS标准应用目标已完成（AVS 1.0）地面数字电视有线数字电视卫星数字电视数字存储媒体进行中和计划中移动多媒体网络流媒体数字影院11我国数字电视发展的历史性机遇第一代：美欧借数字电视后来居上第二代：中国凭信源变革再领潮头12后彩色电视的世界大战模拟高清电视日本 ：1972-2019， HD-MAC两次奥运会高清播出欧洲： ELG 1991-1993 数字电视后来居上美国ATSC：1986欧洲DVB：1993日本ISDB：1993中国：2019信源编码标准是数字电视后来居上的

5、关键1988-1994 ：MPEG-1与MPEG-2，数据压缩50多倍目前各大数字电视标准都基于MPEG-213数字电视第一阶段竞争路线14数字音视频压缩标准的发展史ISO/IEC 推出的MPEG系列压缩标准：MPEG-1,2,4ITU-T推出的H.26X系列压缩标准 H.261, 2, 3, 3+,3+,4MPEG-ChinaAVSH.264 /MPEG-4 AVC中国第一代标准第二代标准15信源编码效率提高的新里程碑199119942019203015025050压缩倍数AVS-1/MPEG-4 AVCMPEG-1AVS-?/MPEG-?MPEG-

6、216中国何去何从：MPEG-2?MPEG-2： 由MPEG-LA 收费（2019年6月1日以后）2019年之前，家电设备6美元/台，解码设备4美元/台2019年之后，家电设备2.5美元/台，解码设备2.5美元/台按照今后10年国内销售4亿台（含数字电视、机顶盒、激光视盘）设备计算，需缴纳10亿美元专利费作为第一代标准，所占用带宽是第二代标准的2-3倍发展芯片产业较难，遏制中国AV产业发展的手段2019年DVD收费事件，国外品牌价格已经与国内接近，至今多家国内企业已经不生产DVD，可能连制造业的链条都难保17MPEG-4：基本被专利许可扼杀2000年，MPEG-4标

7、准完成，工业界翘首以待2019年中，MPEG LA推出第一个MPEG-4授权方法，MPEG-4 Visual收费规定每台解码设备需要交给MPEG-LA 0.25美元编码/解码设备还需要按时间交费（4美分/天=1.2美元/月=14.4美元/年）2019年年底，一些MPEG的成员发起RFB（免费基本层 ）运动，希望挽救MPEG-4，但流产18AVC/H.264：再次受阻2019年年中，MPEG-4 AVC完成，工业界摩拳擦掌2019年11月17日，MPEG LA发布了最新授权策略，其中运营商年使用费10万用户以下，免费10-25万用户，2.5万美元25-50万用户，5.0万美元50-

8、100万用户，7.5万美元100万以上用户，10万美元19第二代标准：全球等待欧广联（EBU）随后发表2019年度第96号声明，表示“对MPEG LA关于AVC的收费政策十分失望，” 声明宣称，如果坚持这种收费政策，EBU则建议各成员不采用AVC标准，建议DVB标准中不提及任何有关AVC的内容2019年12月20日，在AVS论坛上，MPEG专家组主席Leonardo Chiariglione博士对专利遏制标准表示强烈反对，认为AVS等新标准是转机的重要力量20AVS标准制定进展21参与制定MPEG国际标准2019：正式参加国际MPEG专家

9、组的工作 2019：中国MPEG论坛MPEG-China成立 2019：参加第48次MPEG会议，首次提交提案2000：承办第53次MPEG会议,首次提案被接受2019：参与JVT标准的制定工作2019：承办的第62次MPEG国际会议，累计20多项提案，多项提案被采纳22制定自主AVS标准2019年3月18-20日，第178次香山会议，“流媒体与宽带网络”，60多位海内外专家出席，AVS可行性得到确认2019年5月7日，863计划计算机软硬件主题公布十五第二期研究指南， “数字媒体处理技术及应用平台（2019AA11403）”成为重点研究项目2019年5月25日，特别工作组筹备会

10、议，信息产业部科技司徐顺成司长、韩峻副司长出席2019年6月11日，中国电子报按照信息产业部通知正式刊登公告，征集第一批会员2019年6月21日，AVS特别工作组在北京翠宫饭店成立2019年12月9日，信息产业部科技司正式文件23AVS工作活动方式一套人马，两块牌子MPEG-China，AVS每季度一次全体会议第一次会议，2019年8月23-24日，北京，黄铁军第二次会议，2019年10月23-24日，上海，曾勇勤第三次会议，2019年12月19-20日，北京，杨士强第四次会议，2019年3月27-28日，武汉，朱光喜，周敬利第五次会议，2019年7月28-29日，北京，李波第六

11、次会议，2019年10月8-10，杭州，虞露第七次会议，2019年12月18-20，北京，黄铁军第八次会议， 2019年03月30-31，深圳，华为熊联欢第九次会议，2019年06月18-20，北京，黄铁军第十次会议，2019年09月10-12，苏州，陈曦目前会员超过110家24GB信息技术：先进音视频编码标准构成音频编码视频编码节目媒体版权管理与保护25标准进展计划第二部分：视频第一部分：系统第三部分：音频移动视频(主层)移动视频(增强层)高清晰度/标准清晰度数字电视广播新一代光盘新一代移动通信第四部分：版权保护26AVS标准第一部分：系统基于MPE

12、G-2 system，在面向AVS音频、视频流的复用和传输等方面，做了些适应性调整主要修改包括：（针对国标GB17975.1而言）分配AVS音频、视频stream_type（分别为，0 x42, 0 x43），而stream_id沿用MPEG-2的。AVS stream_type 需要向ISO/IEC MPEG专家组申请保留增加了AVS音频、视频的stream_descriptor()及描述子中各字段的语义定义；增加了Transport stream descriptor table（传输流描述表）的PID分配 PID=0 x02修改了Profile/Level: 只有1个profile, 4

13、个level. 在MPEG-2 P/Ll框架之下音频采样率（支持44.1KHz、48KHz、96KHz）音频通道数目支持5.1和7.1声道27AVS第二部分：视频技术征集技术提案方AVS会员单位：计算所、清华、浙大、华中、华为、上广电，北工大，技术评估评估软件参考软件（特别工作组集成并维护参考软件）评估条件测试条件（视频专家组确定测试条件并形成文档）评估准则编码效率实现的复杂度专利28AVS第二部分：视频混合视频编码策略（Hybrid Video Coding）帧间预测技术去除时间冗余变换和量化去除空间冗余信息熵编码去除统计冗余其它信息编码码流格式、运动矢量信息等2

14、9AVS第二部分：视频熵编码反量化反变换运动补偿预测控制数据量化后的变换系数运动数据帧内/帧间编码控制解码器运动估计变换/量化-0环滤波帧内预测30AVS视频标准工具集双向预测隔行编码运动矢量预测子像素插值多参考帧预测可变块大小预测帧内预测变换和量化熵编码环路滤波缓冲区管理其它图像组头防伪起始码码流顺序时间参考索引31AVS第三部分：音频方案性提案：北京阜国广州广晟数码索尼微软独立技术提案多项音频专题组参照MPEG AAC技术框架，采用视频类似的评估选优过程，形成知识产权明晰的最优方案32第四部分：AVS OpenDRM节目提供商：希望尽

15、可能多的渠道让所有用户消费内容用户：希望尽可能方便地获取、消费节目一次使用、多次使用、多设备使用、多用户交换适应各种运营形态的发行商有线电视、互联网、光盘、手机发行多种收费模式适应多种媒体形态和领域数字电视、网络媒体、电子书等各种数字资源33OpenDRM端到端价值链消费者受保护的内容权利和条件价格与商业模型作者/艺术家裸内容节目生产包装销售播放/使用电子销售/ 结算受保护的内容权利和使用条件发行商受保护的内容权利和使用条件价格与商业模型清晰的权利和许可发行聚合34AVS知识产权政策弃标准和知识产权割裂之垢领国际知识产权政策风气之先 35

16、标准与专利的关系36AVS知识产权政策的出发点促进最大程度的参与吸引先进技术，制定最佳标准保证标准相关专利的许可可控最有竞争力的价格“专利池”一站式授权吸引专利权人共同达成许可目标标准开发和知识产权政策制定同步进行37AVS采用的技术支持AVS知识产权政策的技术公开发表的技术已经过期的专利技术部分仍受保护的专利采用国际上流行的专利池管理策略，在参加工作组、提交提案以及标准发布前的审阅期间，要明确专利许可意向，由此可以解决国际标准化过程中的少量专利交叉问题38法律文件保证AVS章程 AVS章程细则 AVS会员协定AVS知识产权政策 AVS专利池管理原则

17、AVS许可纲要39AVS标准各专题组(视频,音频 ) 提案人Member default IP selection非提案人Patent Pool Licensing RANDRoyalty FreeRAND (RoW only) 非会员Non-participant elected default appliesVoluntary DisclosurenoElected optionyesNon-contributor elected default appliesDisclosurenoElected optionyes会员知识产权义务Participant: Patent P

18、ool RAND RF RANDNon-Participant: Patent Pool RAND RF RAND No-license缺省的知识产权选择应当承担许可责任可以选择是否许可非会员的缺省选择40AVS标准各专题组(视频,音频 ) 提案人缺省的知识产权选择非提案人Patent Pool Licensing RANDRoyalty FreeRAND (RoW only) 非会员Non-participant elected default appliesVoluntary DisclosurenoElected optionyesNon-contributor elect

19、ed default appliesDisclosurenoElected optionyes会员IPR义务参加: 专利池 RAND免费 RAND不参加 专利池 RAND免费 RAND 不许可应当承担许可责任可以选择是否许可非会员的缺省选择41AVS标准各专题组(视频,音频 ) 提案人缺省的知识产权选择非提案人专利池 许可 RAND免费RAND(中国之外) 非会员Non-participant elected default appliesVoluntary DisclosurenoElected optionyesNon-contributor elected default

20、appliesDisclosurenoElected optionyes会员IPR义务参加: 专利池 RAND免费 RAND不参加 专利池 RAND免费 RAND 不许可可以选择是否许可非会员的缺省选择42AVS标准各专题组(视频,音频 ) 提案人缺省的知识产权选择非提案人专利池 许可 RAND免费RAND(中国之外) 非会员Non-participant elected default appliesVoluntary DisclosurenoElected optionyes执行缺省选项（专利池）披露否所选意向是会员IPR义务参加: 专利池 RAND免费 RAND不参加 专利

21、池 RAND免费 RAND 不许可非会员的缺省选择43AVS标准各专题组(视频,音频 ) 提案人缺省的知识产权选择非提案人专利池 许可 RAND免费RAND(中国之外) 非会员非会员缺省选择自愿披露否所选许可意向是执行缺省选项（专利池）披露否所选意向是会员IPR义务会员: 专利池 RAND免费 RAND非会员 专利池 RAND免费 RAND 不许可44专利池管理的基本原则符合国际相关法律推动专利权人最大程度的参加鼓励但不强制参加非排它授权原则 公开、独立的必要性评估45以标准为龙头，发展数字音视频产业46AVS的优势基于创新

22、技术和公开技术的自主标准编码效率比第一代标准（MPEG-2）高2-3倍可节省一半以上的无线频谱和有线信道资源第二代音视频编解码标准的上选AVS vs. MPEG-4 AVC/H.264 vs. 公司标准简单的许可政策，开放式制订的国家、国际标准音视频产业提供系统化的标准体系中国日渐强大的音视频产业提交国际标准审议，加强与国际组织合作47AVS的意义直接产业化成果：未来10年我国需要的4-5亿颗解码芯片，辐射超万亿的国民经济第一大产业“待从头”构建完整的产业链条：技术专利标准芯片系统制造业运营业文化产业我国高清电视、直播卫星等音视频产业跨越发展的难得契机48AVS产品

23、形态芯片高清/标清AVS解码芯片，国内需求量在未来十多年的时间内年均将达到4000多万片。软件AVS节目制作与管理系统，Linux和Window平台上基于AVS标准的流媒体播出、点播、回放软件整机机顶盒、播出服务器、编码器、高清激光视盘机、高清数字电视机顶盒和接收机、手机、便携式数码产品等媒体运营产业 49广播电视数字化“三步走” 2019年全面推进有线数字电视；2019年开展数字卫星直播业务，开始地面数字电视试验，有线数字电视用户达到3000万；2019年利用北京奥运会转播之机，全面推广地面数字电视和高清晰电视。2019年，停止模拟电视播出。 50我国首颗直播卫星广播电视直播卫星已在全球广泛应用并形成新的高新技术产业1993年国务院129号令对卫星接收作出了限制性规定国家发改委马凯主任在关于2019年国民经济和社会发展计划执行情况与2019年国民经济和社会发展计划草案的报告中专门提出“继续实施直播卫星、下一代互联网等高技术工程”根据国家广播电影电视总局关于广播电视数字化实施“三步走”的发展战略，2019年开展数字卫星直播业务。全国政协委员、航天科技集团公司科技委主任王礼恒院士今年“两会”前对媒体透露，中国第一颗广播电视直播卫星有望于2019年上半年发射升空。长期酝酿的首颗广播电视直播卫星已经箭在弦上，庞大的卫星直播产业