二十年铸就音视频产业“塔尖重器”

近日，由北京大学、北京大学深圳研究生院、华为技术有限公司、上海海思技术有限公司共同完成的“超高清视频多态基元编解码关键技术”获国家技术发明奖一等奖，中国工程院院士、北京大学教授高文作为项目第一完成人代表研发团队领奖。据介绍，项目发明了超高清多态基元编解码关键技术，突破了传统视频编码和计算框架，形成了完整的技术体系和自主的AVS系列标准，提升了我国在国际标准制定中的话语权，形成了“技术标准-芯片终端-系统应用”的完整产业链。

二十年锻造自主标准体系

视频编解码属于信源编码领域，获奖项目是数字电视与互联网等超高清视频产业的核心支撑技术。

“我们做的编解码技术，就是把电视台的节目编码后，压缩到原来的几十分之一甚至几百分之一，通过网络传输到千家万户的电视。”高文在接受媒体采访时表示，“要想把一个大鱼缸原封不动搬回家，最便捷的就是先留最少的水，运到家再灌上水。”“高大上”的核心技术实质是帮助音视频在日常生活中更高效的“落地”——相关技术已经成为手机用户浏览短视频、电视用户观看超高清央视春晚或者4K奥运会赛事直播、虚拟现实用户观看360°VR赛事直播的底层支撑。这离不开以AVS工作组为代表的产业者20年来的上下求索。

据了解，2002年6月，原信息产业部批准成立数字音视频编解码技术标准工作组（AVS工作组），工作组旨在打破国际专利对我国音视频产业发展的制约，满足我国在信息产业方面的需求。成立之时，高文便被委以重任，担当AVS工作组组长，带领团队开启探索我国自主制定音视频编解码标准的漫漫长路。

自2002年成立，AVS工作组已经主导制定了一系列视频压缩编码标准——AVS1、AVS+、AVS2，以及正在冲刺阶段的AVS3，每一代标准都会较前一代有至少50%的性能提升。在我国销售的所有数字电视机都内置AVS功能，AVS已经成为我国数字电视支持的唯一视频编码标准。第一代音视频国家标准AVS+已实现了全国地面数字电视覆盖；第二代音视频国家标准AVS2在广东省实现超高清全省覆盖，中央电视台已于2018年10月1日开通AVS2超高清频道。

2009年被国际电信联盟（ITU）批准为IPTV（交互式网络电视）采用的三大视频编码格式标准之一。

目前，AVS工作组正加紧制订8K及5G应用的第三代AVS3国家标准，为新兴的5G媒体应用、虚拟现实媒体等提供技术规范，并争取为相关国际标准的制定发挥作用。3个月后，AVS标准支撑的2022年北京冬奥会的8K超高清相关应用将把更多精彩赛事传送给全国的百姓。

基本形成AVS完整产业链

“多年持续科研攻关，我们把理论算法变成技术标准，把标准做到了芯片和终端里，最后推动大规模系统应用。”高文表示。在AVS标准引领下，产业技术、专利、标准、产品、应用五个环节紧密相连，我国基本形成了“技术标准-芯片终端-系统应用”的完整产业链，相关成果应用到多家公司研制的产品中。近三年累计新增销售额71.09亿元，新增利润10.38亿元，拉动产业规模近千亿元。

AVS产业联盟副理事长、上海工程技术大学人工智能产业研究院常务副院长王国中在接受《中国电子报》记者采访时表示，AVS系列标准能够顺利制定、推广并发展壮大，得到了工信部、科技部、国家发改委、国家广播电视总局以及包括上海、北京等地的支持和鼓励。

“一方面离不开国家支持技术创新这一大背景，另一方面也受益于产业小环境的活跃。”谈到AVS+近年来发展迅速的原因，早前高文在接受《中国电子报》记者独家专访时表示。

“AVS标准工作组、AVS产业联盟和AVS专利池”被行业广泛认为是拉动AVS标准持续升级、产业持续落地、产业链不断补全的三驾马车。“这个是AVS成立之初的一种制度设计，并且一直在坚持。”AVS产业联盟秘书长、广东省超高清视频创新中心董事长兼总经理张伟民在接受《中国电子报》记者采访时表示，三驾马车既有分工又有合作，共同推动整个产业的发展。

他解释说，AVS标准工作组负责制定标准，已经连续工作近20年；AVS产业联盟负责产业化推动，以企业为主体；AVS专利池负责专利政策和专利收费，目前已经建立了AVS+专利池、AVS2专利池，正在筹建AVS3专利池。

AVS系列标准基于专利池管理原则，为我国产业链相关环节节省了巨额的专利费——比如只对产品收费不对运营商收费，产业链上只有一次收费、不重复收费等优势，专利授权简单高效。

不仅如此，随着AVS系列标准的发展壮大，也给我国相关产业链企业提供了一个崭露头角的机会。

“因为有了自主知识产权的中国视频编码标准，我们得以成功研制从主机、CPU、操作系统至视音频内核都自主可控的全国产化专业超高清编解码设备，为进一步加强我国的电视自主播控贡献了自己的方案，该方案已经在部分省台得到了落地应用，获得了行业的好评。”当虹科技常务副总经理陈勇在接受《中国电子报》记者采访时表示，在AVS2、AVS3产业化过程中，当虹既是贡献者也是受益者。作为贡献者，当虹相关产品在标准制定阶段就开始进行研制，有力地支持了AVS标准在各阶段的验证和推广。作为受益者，自从国内开通4K频道以来，当虹设备已经在大部分的4K频道建设中得到应用。8K编码器也率先应用于总台8K频道试验播出和即将举办的2021央视春晚。

产业正在步入黄金发展期

早在2014年，高文就洞察了信息技术与实体经济融合发展的发展趋势。那时，他对《中国电子报》记者说，如今信息技术注重与实体经济的结合，而超高清视频现在是一个充满（商业结合）机会的领域——企业需要好的技术支撑来抓住这些机会，AVS提供企业一个选择，为其经营带来更多机会。

AVS在抢占4K超高清这个制高点之后，AVS标准产业化已经确立了新的方向——8K。高文介绍，正在抓紧制定的AVS3视频标准是全球首个已推出的面向8K及5G产业应用的视频编码标准，且专利清晰，是5G+8K中最合适的视频编码标准。面向未来，高文认为，以音视频编解码技术标准为支撑的超高清视频与5G技术结合，将引发智慧医疗、智能交通、航天探测、精密仪器制造等产业变革。

近两年，5G+8K已经开始在广播电视行业中崭露头角。如，2020年，采用AVS3标准的8K“央视春晚”还为8K超高清电视试验频道贡献技术力量。除广播电视行业以外，产业链企业也在积极开拓AVS标准产品在其他行业的应用。

2020年，上海国茂研制完成国内首个基于AVS标准的8K实时编码器，在5G通信支持下帮助中国商飞大飞机进行预检测，提高了飞机检修效率和质量。此外，其“基于AVS高稳定编码器产品”在太原卫星发射基地、甘肃酒泉卫星发射基地均得到了应用，成功保障了十余次卫星发射的图像/声音信号以高稳定、高可靠的质量实时传输到上海。

“超高清视频多态基元编解码关键技术”获国家技术发明奖一等奖极大鼓舞了产业士气，记者在采访时，产业人士纷纷表达了对AVS未来发展的信心。张伟民表示，国家技术发明一等奖是对AVS过去20年努力的奖励和认可，未来更需努力，争取更大的成绩。作为超高清视频产业发展的核心标准和技术，伴随着超高清产业的发展，AVS系列标准将会更有用武之地，也会不断带动整个超高清产业自主创新的发展。

陈勇也表达了同样观点：“AVS工作组已经或正在将标准制定范围延伸至VR视频、沉浸式视频、浅压缩视频等领域，我们完全有理由预期它将在未来的泛视频产业得到更广阔的应用。”王国中也表示，随着未来5G、物联网、智能网联汽车、元宇宙的发展，AVS相关产品还可在无限车载、船载等领域发挥更大作用。