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数字电视产业化呼唤我国自主音视频编解码标准

2004-02-24 本刊编辑部 依马狮网


-访信息产业部数字音视频编解码技术标准工作组秘书长黄铁军博士

   

数字电视产业化呼唤我国自主音视频编解码标准
始于2003年的我国数字电视整体平移今年将进入“数字化年和产业化年”阶段,数字电视的产业化大幕正式拉开。在巨大的市场商机面前,数字电视前端设备、传输设备、终端接收设备厂家,节目提供商等产业链的方方面面都已将目光瞄准数字电视大餐,以期在我国新世纪头10年国民经济最大的发展机遇面前占得先机。然而他们又都面临着同样棘手的问题:标准。因为有DVD专利费风波的前车之鉴,许多数字电视设备厂商,特别是音视频编解码设备厂商都在呼唤具有我国自主知识产权的音视频编解码技术标准。在此情况下,由信息产业部牵头制定的我国自主的音视频编解码技术标准AVS便应运而生。就AVS制定以及广大厂家、用户可能关心的一些问题,本刊最近专访了信息产业部数字音视频编解码技术标准工作组秘书长黄铁军博士,下面将采访内容整理成文,以飨读者。

    《广播电视与制作》(以下简称B&P):我们注意到去年10月份举行的首届深圳高清电视产业论坛几乎成了“AVS论坛”,有那么多的业内专家学者都在论坛上介绍了我国自主制定的数字音视频编解码技术标准AVS,充分说明它对我国数字电视信源编码领域的重要作用和深远意义。能不能请您谈谈我国制定AVS标准的初衷?
    黄铁军:新世纪以来,随着编解码技术本身的进步和芯片集成度、计算速度的实现条件的发展,数字音视频编解码技术标准面临更新换代的历史性机遇。我国在长期参与国际标准制定的基础上,提出了自主的数字音视频编解码技术标准AVS(Audio Video coding Standard),其编码效率比传统的MPEG-2国际标准提高了一倍,代表了当前的国际先进水平。
    除了技术推动本身的原因外,制定AVS的另一个原因是国内巨大的产业需求。以数字电视为代表的数字音视频产业将在未来10年形成国民经济第一大产业。在音视频产业的共性技术和标准中,有两大标准最重要:信道标准和信源标准。信道标准解决数字信号的传输问题,信源标准解决音视频数据的有效压缩问题。信道标准和传输介质密切相关的,信源标准则是所有音视频系统都需要的,因此对于整个数字音视频产业来说,共性更强,标准化的意义更大。
    我国从1996年开始开展数字电视传输技术研究,借助“后发优势”,与1997年的DVB和ATSC标准相比,相信我国的传输标准具有很多新的特点。“后发优势”在信源编码领域更为明显。1994制定的MPEG-2已经落后,1998年完成的MPEG-4编码效率上有40%的性能提升,采用当前的技术将会取得100%甚至更高的效率提升,因此,从2002年初,国际上开始制定新的信源编码标准JVT,也就是MPEG-4 AVC/H.264,同时,我国从2002年6月开始,制定我国自主的信源编码标准AVS。

B&P:请您介绍一下AVS标准从着手制定到目前的一些进展情况。
    黄铁军:AVS会员单位目前已经达到60多家(请参见AVS网站www.avs.org.cn),覆盖了国内本领域的主要产品开发生产厂家与研究单位。AVS工作组成立以来,已经召开六次工作会议。参加第六次工作组全体会议的代表达到127人。2003年12月我们还举行了第七次会议,并召开由政府领导、国内外领域专家参加、面向广大音视频相关企业的工业展览,全面展示工作组标准制定工作的成绩。
    AVS标准的正式名称将是《信息技术 先进音视频编码》系列标准,包括系统、视频编码、音频编码等技术标准和一致性测试等支撑标准。AVS标准将作为信息产业行业标准和国家标准发布。参与制订并影响相关国际标准,推动AVS标准成为国际主流标准。
    AVS工作组目前正在紧张工作,《信息技术 先进音视频编码》年内完成报批稿,2003年上半年成为行业标准和国家标准,其他部分将在今年上半年陆续完成。

B&P: 一个标准的生命力取决于围绕它的产业链是否健全。请您谈谈AVS目前的市场推广情况,其产业链各个环节的最新进展。
    黄铁军:世界各国对重要标准的选择,都是基于本国或本地区产业利益的。世界各国的数字电视标准在选择信源编码标准时,虽然都选择MPEG-2的系统标准,但视频编码和音频编码在随着国家不同和时间不同而有所不同,例如美国的ATSC数字电视标准的视频标准虽然选择MPEG-2 Video,但音频选择的却是杜比AC-3。欧洲选择MPEG-2的视频和音频标准,但在高清业务方面,也在评估采用MPEG-4 AVC视频编码的可能性,因为这一选择将能提高DVB的产业应用范围。同样,我国目前选择数字电视标准,更应该发挥后发优势,选择有利于整个产业全面发展、有利于培养具有国际影响的音视频企业的标准。另外,各个国家还必须根据自己的需要对国际标准进行进一步扩展。
    AVS工作组的标准制定工作主要服务于信息产业三大组成部分之一的数字音视频产业,所制定数字音视频编解码标准是数字音视频产业的基础性标准,是根据我国数字音视频产业的需要开发的“标准解决方案”。
    AVS是一套适应面十分广阔的技术标准,优势表现在以下几个方面:
    (1) AVS是基于我国自主创新技术和国际公开技术所构建的自主标准;
    (2) AVS的编码效率比我国目前准备采用推广的MPEG-2国际标准高2~3倍(高清晰度电视可达到3倍或更多);
    (3) AVS与正在制定ISO/IEC MPEG-4 AVC标准和ITU H.264标准编码效率相当,技术方案更简洁;
    (4) AVS可节省一半以上的无线频谱和有线信道资源,降低传输和存储系统的复杂程度,显著降低传输、存储设备与系统的经济投入;
    (5) AVS最直接的产业化成果是未来10年我国需要的3亿~5亿颗解码芯片,最直接效益是节省超过10亿美元的专利费,从而为我国数字电视等音视频产业的跨越发展的提供难得契机。
    当然,最重要的是AVS标准在技术和性能上处于国际先进水平,如果抓住这次机遇,在数字电视、高清晰度视盘、流媒体和多媒体通信这个即将来临的产业大潮中,我国就可能形成较为健康的从技术->专利->标准->芯片设计与生产->整机与系统制造->数字媒体运营的产业链条。

B&P:数字化给广电行业带来了一场新的技术革命,同时也给相关产业提供了一个巨大的发展契机。如果把数字电视比作一个“富矿”的话,那么AVS标准对国内的数字电视制造业而言将意味着什么?
    黄铁军:在不同的国家和地区,数字电视会采用不同的“制式”。这包括三个层面:在信道标准方面,存在DVB、ATSC、ISDB和中国标准四种制式;在信源方面,会存在MPEG-2、MPEG-4 AVC 和AVS三种制式;在节目格式方面,美国曾定义18种格式,中国广电部门根据我国的需要定义了几种格式。数字电视接收机厂商会根据不同的目标市场,开发符合该地区标准的产品。
    仅就信源标准来说,无论AVS标准还是MPEG标准,物理实现都是一块解码芯片。这块芯片和整机其他部分的之间的接口可以是统一的,也就是说,可以通过更换解码芯片,来让一台数字电视接收机支持不同的信源标准。接收机制造商完全可以针对目标市场信源标准的不同,通过更换解码芯片的方式,出口销售。
    AVS标准对接收机制造商的利益并不仅限于节省专利费。AVS最重要的作用是数字电视制造商能够从技术最底层开始设计整个产品,从而提高电视制造业的技术优势。

B&P:目前国际上音视频编解码标准主要有MPEG-2、MPEG-4以及微软的Windows Media 9 Series,请问AVS与它们相比都有哪些方面的提高(或不足)?AVS兼容目前广电行业普遍采用的MPEG-2吗?它有可能像我国的3G标准TD-SCDMA那样成为一个国际标准吗?
    黄铁军:MPEG(Motion Picture Expert Group)专家组隶属于国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)的联合技术委员会JTC1。MPEG专家组1994年完成MPEG-2标准、1999年完成MPEG-4标准第一版。
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