黄铁军：数字音视频编码技术标准

2005年中国音视频产业技术与应用趋势论坛在各方的翘首以盼中于9月15日在北京京都信苑饭店圆满召开。此次论坛以“融合、创新，共创中国音视频产业繁荣与发展”的主题，分别从宏观政策与产业趋势、音视频产业应用与市场、音视频产业链建设、数字音视频技术标准与知识产权、显示技术发展趋势等方面，对音视频产业现状以及音频视频最新技术的研发与应用作了详细的阐述和理性的展望。

AVS是什么？是中国牵头制定的达到世界水平的音视频标准，AVS为什么解决标准和知识产权的平衡问题，我们认为全球范围之内至少在这个领域标准和知识产权的问题解决并不好，从而给产业发展带来一些问题。AVS怎么做的，通过比较创新的知识产权政策，比较好的游戏规则制定一套先进同时又比较合理的标准。AVS标准本身是国家标准，是2002年工作组成立的时候确定的国家标准，在2003年确定一个国家标准计划，所以是一个中国国家标准，同时也努力跟国际上的标准组织进行合作，把他变成一个国际标准。从技术来讲AVS标准压缩效率高，整个技术方案实现复杂度低、技术方案的知识产权比较清晰，这是这个标准三大特点。基于这个标准可以促进国内的音视频产业以及国际的数字媒体产业的发展具有这样的条件。

整个音视频产业在信息产业里面占很大的组成部分，因为数字电视是一个龙头产业，以数字电视为例，原来是模拟的电视机，后来通过一些数码的处理变成数码的电视机，电视机具有数字化能力，我们叫数字电视机，将来还可以处理数字输入，或者数字存储，提供互联网接口，提供版权保护，到这时代也许可以叫其他名称更好，目前处在数字化网络化大的趋势里面。在这个趋势里从国家标准的角度关心两个问题，一个信道编码一个信源编码。一方面通过多种传输渠道，传播节目，地面广播，卫星广播有线广播以及一些方式，这都是信道标准，这是国家十分重视的，因为信道标准涉及播出端和接受端两头。还有一个心源标准简单说数字化内容的标准，这就是AVS要做的事情，要解决音视频节目本身压缩编码问题，信源和信道标准配合在一起解决问题，信源编码就是进行高效率的压缩，通常把压缩比作为重要的指标，因为高清视频不压缩是不可能进行消费应用的。

AVS实际上是数字音频编解码技术标准工作组的简称，这是2002年经信息产业部科技司批准成立的，而且只批准这一个组织从事这方面的制定。另外一个身份是MPEG－China。AVS是MPEG中国代表团，我们1996年已经有了MPEG，2002年才有AVS，目前两个组织合二为一，一方面参与国际标准制定一方面组织国家标准制定。目前有130多家会员共同制定这个标准，这里面大家感兴趣的数字，一个国内的研究机构在整个会员里面占1/4，另外一个总部在海外的企业或科研机构占工作组数量30％。这是参加标准制定国内企业的情况。这是参加标准制定国际上的大企业情况。正如刚才说的AVS这个标准是一个基础性的标准，要制定国家标准也是这样一个原因，至于这个标准可以做编解码的芯片，前端的音视频设备，以及家庭、PC、消费电子设备，所以是整个从芯片到软件，从整机到系统整个产业链都具有很大的支撑作用。一开始定位这个标准不是某几家，一开始就是开放式的，把大家好东西都放进一个标准，通过开放式支持产业的发展。

国际标准存在什么问题，大家对国际标准很熟悉，MPEG1、2、3、4大家都很熟悉，主要国际标准制定过程中遇到一些问题。这个问题简单来说就像文件描述的，因为88年到91年的时候制定MPEG1标准的时候，当时专利不是特出的问题，所以MPEG1制定完没有专利费，在94年完成MPEG2标准，这包含DVD和数字电视，经过一段时间协调形成专利收费的方案，设立必要专利每台终端4美元专利费，从2002年1月收2.5美元一台，1999后来发布MPEG4的标准，从终端收变成从终端收少量费用，变成按时间收费，之简单看一个小时节目交2美分，像有线电视收费一样，这样使得运营商负担增加很多，这不是AVS看到这个问题，AVS看到这个收费政策存在问题，整个世界上面都一样，MPEG4美国在线时代华纳就强烈反对这个方案，这也在欧广联极力反对的。

为什么会这样？这问题其实回过来看很简单的，因为MPEG是制定标准的专家组，但是专利收费另外一个组织，从法律上收费是收费，标准制定是标准制定。为什么出现这样的情况？标准是大家共同制定共同遵守的一个规范，这规范为了达到全社会效益最大化的目标，简单来说是公权的范围，专利什么？专利权是专利权人的私权，当这就涉及私权和公权冲突问题，不管国际标准还是国家标准，其实广泛采用国际标准都是很重要的一个要求，但是如果把私权放到公权里怎么处理两者的关系，整个世界范围没有一个好的答案。原因在于制定标准没有一个要求一个专利权怎么授权，这要求大家公认的是公平合理非歧视的要求，不能提出不公平的要求也不能提出歧视的要求，这对专利标准提出一个门槛要求，但是这个要求本身太低，所以标准发布之后，大家用这个标准做产业之后到底收多少钱，专利权人有足够的权利定价，在标准制定的时候，他希望定多少价，既然是私权就有这个权利，这是收费价格越来越高，收费越来越复杂的是法律上的原因，就是有比较低的法律约束条件，因为门槛比较低，技术上是不是带来一个问题？这也带来一个问题，很多小专利贡献不大的专利想方设法挤进标准里面去，这样使得标准方法变得很复杂，有一些没有用的东西在标准里面也进去了，所以大家削尖脑袋也要进去。大家关心的例子就是MPEG－4AVC/H.264标准，目前是按时间收费，有17家拥有专利的公司加入MPEGLA的专利池收费。另外是VIA这个公司，有5家公司加入了VIA专利池进行收费。还有汤姆逊公司单独收费不加入上述任何一个。目前264标准是17C＋5C＋1C宣称要收费，但是没有解决264所有要收费问题，这有点DVD的情况类似的，这是目前的一个状况。

AVS怎么做？采用一个很传统很东方的思路，什么事要搞平衡，我们不能说只顾一头的利益，不顾另外一头的利益，这样容易造成无休止的争议，使产业的发展受到阻碍，就像MPEG4，到2005年没有大规模的产业利用，这就是这个利益关系扯来扯去，6、7年时间不能变成真正产业应用。AVS做的时候有一个基本原则，一个会员加入AVS工作组的时候就要对专利许可的意向，缺省的意向进行一个选择，一个是免费，一个AVS五专利池一个RAND。当然一个技术持有方愿意免费应用这技术，这技术应该优先得到考虑的。虽然RAND但是愿意用AVS专利池，因为法律上很多条款很详细的规定，我们最通俗的说法就是1块人民币原则，所有专利定好价是1块钱，这对于我们产品是不是100分人民币？一块人民币对于几百块钱上千块钱产品来说对它不是成本上的影响，所以对产业来说完全可以接受的，定这样的原则是不是愿意加入这个专利池也是一个选项，在工作组采用评判的时候，一个技术对这个工作组有没有贡献，如果没有大的贡献，这种方案我们不采用的，另外也你是好的方案，你说现在不愿意承诺给用户使用，这种方案也不会尽量采用如果有两个方案，一个不愿意，一个愿意，我们当然选取那个愿意用的。这个方法是专利技术的提案，专利技术都在预定的许可框架之内使用。这样使得这个标准不至于有无休止的专利争斗。

所以我们这个标准工作组，刚才说对专利本身有一个知识产权政策做了一个约定，同时把专利许可不在工作组范围之内有一个AVS专利池管理委员会，工作组要做的事，就是对进入标准的技术进行评估，完全是公开技术，很多公开技术的贡献比一些专利技术还要好，这不奇怪，一个专利技术只是新颖但是有没有效还不一定。另外对专利技术根据选择的意向是不是采纳，这样构成一个标准，标准中充分尊重专利权人的权利，他们做了承诺，但是权利是他们自己的，这一点没有改变，并不是把专利交给工作组，将来收费的组织，将来收完钱仍然要返回专利权人的，这些专利权人参加AVS专利池管理委员会制定详细的法律条款。我们有一点创新的地方，这专利池管理委员会不是只有专门有专利权人，而是的贡献大，政府代表也会平衡双方的意见，代表公众的利益进行讨论。还有一个就是AVS产业化联盟，一开始说得很清楚，所有参与的单位只是为了推动标准，不是为了自己做标准控制这个市场。谁来做这个产品是AVS产业化联盟这个组织协调大家，生产产品的厂商一起进行合作协作，做AVS芯片、软件、系统，以及开展运营服务，对重要的应用配合产业化的政策做出发点解决方案，这是完全独立的三个组织。

说了很多AVS怎么好，具体AVS有哪些内容，这张表可以看出来，目前国家标准有9个部分，有系统部分，视频部分，音频部分，有测试、有参考软件，有数字版权管理，面向移动视频的标准，有IP网传输AVS有怎么文件格式进行打包的标准。目前这些部门不是全部完成了，目前很多还是在进展过程中，最早完成的是第一部分第二部分，第一部分是系统，第二部分是视频，标清和高清的视频编码。04年有一系列测试和验证工作，这一点最早成为国家标准，最早到什么时候我们不是政府，只是在政府授权做的标准草案，通过国家信息产业部，通过国家标准委员会正式发布的，我们希望一两个月内的事，因为各种测试已经测试完毕了，最新的测试就是今天下午给大家看到的一个报告，由广电总局测试中心测的AVS视频报告。高清和表情两种情况，高清用10M码流和5M码流，标清也是3M码流和1.5M码流。整个测下来三个优一个良，良是1.5M的码流，这个结果完全可以满足数字电视和相关产业的需要。接着测音频，音频可能要一个月时间才能测出一个最终结果。还有大家最关注的，现在比较热DRM，DRM叫数字版权管理的副本，AVS做DRM，跟大家做DRM解决方案不同，因为AVS这个标准本身像MPEG标准一样，制定解码器的标准，AVSDRM做什么？做可信解码器的标准，符合AVS的解码器可认证具有安全的功能，这是AVS要做的事，做完之后在一个大的DRM系统里面做一个可信的组件进行使用。

AVS编码效率，我们明显提高了很多，MPEG－4AVC跟AVS比，我们做的客观测试，两个是差不多的编码效率，但是这次测试也是一样，选这些码点是看看跟MPEG4效率怎么样？从编码效率技术性能是差不多技术方案，这是客观测试的一些曲线。这是具体的技术对比情况。在不同编码方案里面，AVS和MPEG2之间有什么差异？

我想给大家一个直观的概念，我们达到H.264同样性能情况下，用的复杂度比H.264低，我们用这技术的时候，就知道为什么那地方做得不是最好我们有改进，AVS整个时间表比H.264慢半年，所以可以做得更好一些，另外一些想办法挤进专利技术，但是又没有贡献，由MBAFF降为PAFF节省30％，解码器AVS是H.264的70％，完成30％的降低，对芯片成本也好可好性提高也好还是有一点贡献的。

还有一个情况是专利，刚才说了国际上有很多很多专利，通常一个地区，一个国际标准必要的专利差不多是一半以上，往往远远超过这个数字，AVS里面只有50多项专利，所有必要专利的数量是50项左右，90％是国内的企业和机构共享的。另外我们有30％会员是来自跨国企业，很好的跨国企业也愿意贡献技术，他们的提案也会得到认可大概是这样的比例情况。

基于这个标准可以发展AVS产业，包括软件芯片、整机和运营，目前AVS推动几个大的应用，一个卫星直播电视，这是明年国家就要发射的一颗卫星，首先覆盖的是边远，经济收入差一些的。满足这也地方收不到电视的问题，这种情况下，大家想一定用一个专利收费很高的标准，我们认为不可能支付起这样的专利费，所以只能用一个合理的标准。这是一个应用。大概时间这样今年10月份做出广播级的编码机，这还要通过广电总局的认证。12月份高清机顶盒就会商业化，整个卫星试播系统今年内可以搭建起来。除了卫星之外在地面广播方面也在做实验，跟清华大学DMB－T的地面传输方案连在一起。在互联网也在做一些应用，在西部地区也做一些试用，在数字电影便携播放机都有合作的例子。最终的目标是希望北京奥运会举办的时候采用这个标准做高清的视频转播。

这是产业联盟的情况有十几家国内的龙头企业组成的一个组织推动AVS产业化，我们在两岸合作方面也有一些工作，在国际上也有一些合作，国际上的合作一个例子就是今年6月份跟ISMA在北京开的一次会议就网络标准进行了一些探讨进行了一些意见，这意见就是ISMA把互联网流媒体传输协议定义了TCP/IP系统标准，目前选择MPEG－4AVC/H.264的视频，和MPEG－4AAC/HE－AAC音频标准。运营商根据自己的情况来进行考虑。

国际上我们也在推动AVS被一些标准组织采纳，主要还是通过MPEG China代表官方的身份，另外和H.265，有一块专家认为H.265应该这样做，否则还会重蹈覆辙，AVS模式可以成为H.265制定的基础。