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數字音視頻編解碼技術簡況與進展

  時間: 2009-02-24 16:47     來源: 數字音視頻編解碼技術標準工作組     
 
 

  AVS是我國具備自主智慧財産權的第二代信源編碼標準。顧名思義,“信源”是資訊的“源頭”,信源編碼技術解決的重點問題是數字音視頻海量數據(即初始數據、信源)的編碼壓縮問題,故也稱數字音視頻編解碼技術。顯而易見,它是其後數字資訊傳輸、存儲、播放等環節的前提,因此是數字音視頻産業的共性基礎標準。

  國際上音視頻編解碼標準主要兩大系列:ISO/IEC JTC1制定的MPEG系列標準;ITU針對多媒體通信制定的H.26x系列視頻編碼標準和G.7系列音頻編碼標準。1994年由MPEG和ITU合作制定的MPEG-2是第一代音視頻編解碼標準的代表,也是目前國際上最為通行的音視頻標準。

  經過十年多演變,音視頻編碼技術本身和産業應用背景都發生了明顯變化,後起之秀輩出。目前音視頻産業可以選擇的信源編碼標準有四個:MPEG-2、MPEG-4、MPEG-4 AVC(簡稱AVC,也稱JVT、H.264)、AVS。從制訂者分,前三個標準是由MPEG專家組完成的,第四個是我國自主制定的。從發展階段分,MPEG-2是第一代信源標準,其餘三個為第二代標準。從主要技術指標——編碼效率比較:MPEG-4是MPEG-2的1.4倍,AVS和AVC相當,都是MPEG-2兩倍以上。

  可以推測,由於技術陳舊需要更新及收費較高等原因,MPEG-2即將退出歷史舞臺。MPEG-4齣臺的新專利許可政策被認為過於苛刻令人無法接受,導致被眾多運營商圍攻,陷入無法推廣産業化的泥沼而無力自拔,前途未卜。而AVS是基於我國創新技術和部分公開技術的自主標準,編碼效率比MPEG-2高2-3倍,與AVC相當,而且技術方案簡潔,晶片實現複雜度低,達到了第二代標準的最高水準;而且,AVS通過簡潔的一站式許可政策,解決了AVC專利許可問題死結,是開放式制訂的國家、國際標準,易於推廣;此外,AVC僅是一個視頻編碼標準,而AVS是一套包含系統、視頻、音頻、媒體版權管理在內的完整標準體系,為數字音視頻産業提供更全面的解決方案。綜上所述,AVS可稱第二代信源標準的上選。

  AVS標準是《資訊技術 先進音視頻編碼》系列標準的簡稱,AVS標準包括系統、視頻、音頻、數字版權管理等四個主要技術標準和一致性測試等支撐標準。在2003年12月18-19日舉行第7次會議上,工作組完成了AVS標準的第一部分(系統)和第二部分(視頻)的草案最終稿(FCD),和報批稿配套的驗證軟體也已完成。2004年12月29日,全國資訊技術標準化技術委員會組織評審並通過了AVS標準視頻草案。2005年1月,AVS工作組將草案報送資訊産業部。3月30日,信産部初審認可,標準草案視頻部分進入公示期。2004年度第一季度(第8次全體會議)正式開始“數字版權管理與保護”標準的制定,目前已近尾聲。2005年初(第12次全體會議)完成了第三部分(音頻)草案。

  2005年4月30日,AVS標準視頻部分通過公示,在標準道路上邁出決定性一步。2006年2月22日,國家標準化管理委員會頒布通知:《資訊技術 先進音視頻編碼》第二部分視頻于2006年3月1日起開始實施。AVS視頻部分正式成為國家標準,成為震動業內外的一件大事,國家和各部委領導紛紛發來賀信和題詞,對AVS的工作給予了高度評價,並鼓勵工作組再接再厲,再創輝煌。接下來,標準其他部分將繼續開展工作,陸續進入標準報批和審核程式。

  AVS的産業化前景

  據預測,數字音視頻産業將在2008年超過通信産業,在2010年成為國民經濟第一大産業。AVS作為數字音視頻産業“牽一髮動全身”的基礎性標準,為我國構建“技術→專利→標準→晶片與軟體→整機與系統製造→數字媒體運營與文化産業”的産業鏈條提供了難得機遇。


(技術→專利→標準→晶片與軟體→整機與系統製造→媒體産業)

  對於數字電視接收機製造業來説採用AVS十分簡單,無論AVS標準還是其他標準,物理實現都是一塊解碼晶片。這塊晶片和整機其他部分之間的介面可以是統一的,也就是説,可以通過更換解碼晶片,讓一台數字電視接收機支援不同的信源標準。因此採用AVS標準進行換代或替換,成本並不高昂。

  AVS對於數字電視運營意義重大。數字電視運營系統包括三個主要環節:製作、播出、傳輸。其中製作(電視臺演播室)和傳輸(數字電視傳輸網)是投入最大的部分,但二者都與播出節目所採用的格式無關,因此採用AVS不影響這些設備的既有投入。AVS唯一要求增加是編碼器,而採用AVS得到的回報遠大於替換編碼器的投入:至少可以節省一半傳輸頻寬資源、為標清業務部署的傳輸系統可以直接提供高清業務。從電視網看,傳輸的節目容量擴大一倍。從國有資源看,地面廣播中節省一半的無線頻譜資源,意義十分重大。

  我國正在發展自己的光碟和光碟機技術與標準,紅光光學伺服系統和盤片已經較為實際可行,但是,需要3張甚至更多盤片才能存放一部MPEG-2編碼的高清電影。由於AVS壓縮高清節目效率比MPEG-2高三倍,因此一張盤片就可以存放一部電影。AVS標準和光碟標準配合,能夠在新一代高清鐳射視盤市場開闢出一片新天地。在片源方面,在不同地區發行不同格式,實際上是節目商所希望的(DVD強制劃分成不同地區的版本),而且在中國市場出版AVS格式光碟,對於中國音像發行行業與高清光碟機産業的健康發展都是有利的。

  AVS的産業化步伐在標準制訂過程中已經開始,目前正處在大規模産業化的啟動期。

  AVS産業化的主要産品形態包括:

  1) 晶片:高清晰度/標準清晰度AVS解碼晶片和編碼晶片,國內需求量在未來十多面的時間內年均將達到4000多萬片。

  2) 軟體:AVS節目製作與管理系統,Linux和Window平臺上基於AVS標準的流媒體播出、點播、回放軟體;

  3) 整機:AVS機頂盒、AVS硬碟播出伺服器、AVS編碼器、AVS高清晰度鐳射視盤機、AVS高清晰度數字電視機頂盒和接收機、AVS手機、AVS攜帶型數位産品等。

  簡言之,AVS最直接的産業化成果是未來10年我國需要的3-5億顆解碼晶片,最直接效益是節省超過10億美元的專利費,AVS最大的應用價值是利用面向標清的數字電視傳輸系統能夠直接提供高清業務、利用當前的光碟技術製造出新一代高清晰度鐳射視盤機,從而為我國數字音視頻産業的跨越發展提供了難得契機。AVS將在標準工作組的基礎上,聯闔家電、IT、廣電、電信、音響等領域的晶片、軟體、整機、媒體運營方面的強勢企業,共同打造中國數字音視頻産業的光輝未來。

  AVS具備三大特點:

  1. 我國牽頭制定的、技術先進的第二代信源編碼標準——先進;

  2. 領導國際潮流的專利池管理方案,完備的標準工作組法律文件——自主;

  3. 制定過程開放、國際化——開放;

 
編輯: 邵磌     
 

 

 
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