中国正在努力定义一种可以挑战MPEG-4和H.264并具有自主知识产权(IP)的音频与视频压缩技术标准AVS。根据各方估计,在未来的十年内,中国市场将会销售4亿台数字电视(含机顶盒)和播放器,中国各地的消费者和制造商将会由于采用AVS标准而节省3到10亿美元的专利费。视频压缩规范预定今年年底出台,随后将于2004年推出第一台拥有自己知识产权的基本AVS解码器。
这一有关标准的举措是中国为降低对国外IP的依赖而进行的努力的一部分。对与MPEG LA等专利授权机构的摩擦越来越感到沮丧的中国正在设法使自己甩开国外标准,从而无需为DVD播放机和手机等大批量产品支付专利费。
这一举动可能会削弱诸如MPEG LA等专利授权机构的权利和收入。该机构是Apple和Sun等专利拥有商组成的一个联合体,它们要求对每个采用其标准的编解码器收取2.5美元的专利费,而中国希望他们把收费标准降低到1元人民币(约12美分)。在过去几年中,MPEG LA和其他机构在从中国的DVD播放机厂家收取专利费时都曾遇到过麻烦。由于中国的制造商在2002年生产了全球5000万台DVD播放机中的1000万台,因此专利费牵涉的金额很高。中国厂家觉得,每个系统15至20美元的综合专利费太高了。
负责这一视频压缩标准项目的是“中国音频视频编码标准(AVS)工作组”,一个由50家大学、政府机构和公司组成的联合体,它已获得中国有影响力的信息产业部的授权,受中国科学院的领导。中科院致力于压缩技术的开发已超过5年,但具体细节很少为人所知。大约一年前,在中国制造商与各种专利授权机构摩擦最激烈的时候,AVS项目正式启动以帮助将这项研究商业化。
中国AVS工作组的基本思路是,在基本层与最新国际标准ISO MPEG-4/AVC和H.264采用类似的技术框架,有利于芯片同时支持国际和中国标准；在MP(Main Profile)层采用自主技术,以有效避免国际厂商对MP层的专利收费；在技术方案上精简掉国际标准中因非技术原因而加入的一些不必要的模块,以提供性能价格比更高的技术。
这种思路已经得到了初步验证,根据2003年7月2日中国国家广电总局广播电视计量检测中心对AVS系统进行的检测,AVS的压缩效率平均是MPEG-2的2.4倍。现在已经能够用3Mbps的带宽传输标准清晰度的电视,用8Mbps的带宽传输高清晰度电视,而MPEG-2技术传送高清电视需要占用约20Mbps的码率带宽；高清VD(HD-VD)能够在一张普通双面DVD盘片上存储一个电视节目,而采用MPEG-2技术,现有DVD盘片只能存二十几分钟的高清节目。
“AVS的编码效率比我国目前准备推广的MPEG-2国际标准高2-3倍(高清晰度电视可达到3倍或更多),与正在制订的ISO/IEC MPEG-4 AVC标准和ITU H.264标准编码效率相当,但技术方案更简洁,并在一定程度上兼容国际标准。”信息产业部“数字音视频编码技术标准工作组”组长高文说。
显然,中国产业界希望通过抓住音视频标准更新换代的机会,摆脱因巨额DVD技术专利费用而造成的被动局面,在下一代音视频标准上开创新的局面。高文表示,现在AVS就可以在标清和高清数字电视领域以及高清视盘机领域有所作为。
如果AVS要进入数字电视领域,那么首先需要在中国的电视台和有线电视等广电前端系统发送AVS信号,但中国现在很多前端系统已经采用了MPEG-2技术。而要说服各家电视台和有线电视公司把MPEG-2更换为AVS系统几乎是不可能的,因为这意味着需要另外一笔额外的巨额资金投入。
“广电前端系统只需要加入MPEG-2到AVS的转码器,就可以轻易地由MPEG-2转为AVS信号,用户端的解码也只需要在机顶盒和数字电视中加入AVS解码芯片。这种解码芯片与原有的MPEG解码芯片管脚兼容,家电厂商只需替换解码芯片,并不需要改变数字电视和机顶盒的设计。”高文说,“这是家电厂商和广电系统最容易接受的方式。”
由于中国很快就要启动数字电视项目,因此AVS标准显然难以在数字电视启动前推出成熟的技术方案。不过,信息产业部“数字音视频编码技术标准工作组”秘书长黄铁军认为:“即便在中国数字电视领域,AVS标准的应用机会仍然很多。中国地域广阔,数字电视的推广首先肯定在一级城市进行,而AVS可以在技术成熟后进入二级城市甚至广大的农村数字电视市场,这些市场肯定比一级城市的市场更为广阔。由于2008年要达到高清晰度数字电视的普及应用,因此这一市场将在2006年达到相当规模。”
在高清视盘领域,AVS计划与EVD或类似红光光盘技术结合,有望进一步突破3C、6C和1C组织在专利收费上对中国产业界的围堵。“AVS高清晰播放机市场启动时间应该先于高清晰数字电视市场,现在家庭大屏幕高清晰电视已经普及一段时间,用户需要有高清晰节目来支持,而播放机是最简单的选择,因此这个市场很可能在明年就会开始启动。”黄铁军强调。
“AVS将在今年年底前推出第一版标准,标准主要针对AVS高清晰数字电视和AVS机两类产品,将包括系统、视频和音频三部分。明年上半年将推出相应的芯片。”高文说,“AVS目前的重点是解决专利技术问题,现在AVS专利池已经有43项专利,其中有的专利技术已经进入国际标准。AVS在专利收费上将远低于MPEG-LA,我们计划每台含有AVS技术的设备仅收取不高于1元人民币的费用。”
DVD和数码相机等一系列高额专利费用的收取已成为中国电子工业发展的巨大障碍,这也坚定了中国政府建立自己标准的决心。现在国际音视频领域相关厂商更多是处于观望状态,但也有一些厂商加入了AVS工作组。Philips、Sony、Microsoft和IBM都已是AVS工作组的成员,而且最近LSI Logic公司也加入了。
NEC中国副总经理杜军认为,中国虽然有足够大的市场来支撑AVS标准,但如果AVS只在本地市场发展,肯定就意味着要打价格战,而如果准备今后也要进入国际市场,那么它就需要也支持国际标准。因此,AVS标准未来是否会成为主流现在还很难说,我们会跟踪这一技术,但是否加入要看这一技术的发展情况。
Broadcom公司首席工程师陈学敏也表示,AVS现在还仅处于技术研发阶段,其成功与否关键还要看市场。据AVS工作组透露,今年10月AVS草案已经完成,预计在今年12月18日-20日的AVS第七次会议上会展示相关企业推出的样机,在高性能PC上的解码软件也将会推出,以实现PC上的AVS节目播放,大规模产业化应该在明年开始。
一位中科院专家认为,中国肯定会推行AVS标准,而且它必将推动新一代音视频技术的发展。黄铁军也相信,该工作组能够推出一种比MPEG-4或MPEG-2更高效的压缩技术。在那之后,“市场将会作出决定,”他说,“AVS只是一种选择,一种对中国及国际市场来说更好的选择。”
影响AVS成功的另一因素是片源,目前全球大部分的数据和多媒体影音如好莱坞电影通过MPEG-2格式进行发布,未来如何说服这些内容提供商以AVS格式向市场提供内容将是一个挑战。
“节目的发行在各地是不一样的,无论是电影还是电视节目,为了保证高质量画面,在拍摄时都采用无压缩的方式。在发行上则有一定的地域性,发行商会根据各个渠道的需要,针对性地推出不同的压缩版本。”黄铁军表示,“这并不会影响电影AVS节目的来源,何况DVD的发行也根据不同地域有不同的分区。”
作者:陈得年,池安云
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