2020超高清视频标准系列专题研究报告.pptx

2020超高清视频标准系列专题研究报告,核心观点,超高清产业政策持续推进，助推万亿市场腾飞2019年3月，国家出台超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年），对超高清产业的发展目标作出明确 指引，发展超高清产业正式成为国家战略，根据政策规划，到2022年全国超高清视频产业总体规模将超过4万亿元。 超高清视频标准是整个产业发展的基石，超高清视频直接相关的视频技术和编转码、声音技术和三维声标准、HDR技 术和标准随着产业崛起开启升级换代新征程。视频编转码升级换代，国产AVS标准乘风而起视频编转码是解决视频流传输的核心技术，超高清视频推动视频编转码技术标准的升级，带来视频编转码设备迎 来新一轮更换潮。长期以来，视频编解码标准受国外企业垄断，高昂专利费限制产业发展。从2006年开始中国推出的 自主 AVS编码标准，标准历经AVS1/2阶段，目前最新一代的AVS3相比国外其他系列在研的编解码标准，研发进度和 性能开始呈现一定优势，伴随芯片国产化率持续提升，中国自主编转码标准开启快速国产化替代。Auro 3D技术成熟，国产三维声标准前景广阔拥有沉浸感强、应用面广的Auro 3D技术加持，中国三维声标准正式颁布后，将以更好的效果及更低的价格，实现进口替代，广泛用于电脑、手机、平板电脑、机顶盒、汽车音响等发声器材上，保守估计未来我国国内每年新生产音视频播放终端设备数量为5-10亿台，市场空间广阔。技术升级叠加国产替代，超高清产业机遇来临国家从战略高度推进超高清产业的发展，同时随着国产AVS编解码标准、超高清视频配套的国产HDR和3D Audio标准受政策扶持，中国超高清产业链公司迎来发展良机，我们坚定看好超高清产业链具备标准参与和制定能力的公司。风险提示超高清产业发展不达预期、超高清产业标准国产化进程不及预期。,1、超高清视频产业及中国标准系列,2、视频技术及编码标准,3、声音技术及三维声标准,目录,5、受益标的,4、HDR技术及其标准,6、风险提示,41026415665,01,超高清视频产业及中国标准系列,1.1 超高清视频产业发展成为国家战略,2020年,2022年,技术突破,4K摄像机、监视器、切换台等采编播专用设备形成产业化能力；建 立较为完善的超高清视频产业标准体系,CMOS图像传感器、光学镜头、专业视频处理芯片、编解 码芯片等核心元器件取得突破，8K前端核心设备形成产业 化能力,普及程度,量占电视总销量的比例超过40%,符合HDR、宽色域、三维声、高帧率、高色深要求的4K电视终端销 4K电视终端全面普及；,8K电视终端销量占电视总销量的比例超过5%,中央广播电视总台和有条件的地方电视台开办4K频道，不少于5个4K频道供给能力大幅提升，有线电视网络升级改造和监测内容供给省市的有线电视网络和IPTV平台开展4K直播频道传输业务和点播业 监管系统建设不断完善，实现超高清节目制作能力超过3 务，实现超高清节目制作能力超过1万小时/年万小时/年，开展北京冬奥会赛事节目8K制播试验,用户数量4K超高清视频用户数达1亿超高清视频用户数达到2亿,应用领域,在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域开在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造 展基于超高清视频的应用示范等领域实现超高清视频的规模化应用,市场空间,超过4万亿元,2019年3月，国家发布超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年，该计划对超高清产业的发展的目标进行详细的规划，同时 对相关产业链的发展做出明确要求，根据该文件测算到2022年中国超高清产业市场规模将超4万亿。表：超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）发展目标,1.2 超高清视频产业受政策大力扶持,2019年1月29日,进一步优化供给推动消费平稳增长促进形成强大国内市场的实施方案国家发改委（2019 年）,丰富超高清视频内容供给。支持广电网络和电信网络升级改造，提升超高清视频传输保障能 力。有条件的地方可对超高清电视、机顶盒、虚拟现实/增强现实设备等产品推广应用予以补 贴，扩大超高清视频终端消费。,2019年4月26日,安徽省超高清视频产业发展行动方 案（2019-2022年）,安徽省经济和信息化厅、安徽省 广播电视局、安徽广播电视台,引导省内相关产业基金支持超高清视频产业发展，积极向上对接国家支持超高清视频产业发 展各项政策措施，落实国家推动消费增长等相关政策措施，鼓励有条件的地方对超高清电视、 机顶盒、AR/VR设备等产品推广应用予以补贴，扩大超高清视频领域的终端消费。,2019年5月7日,上海市超高清视频产业发展行动计 划(2019-2022),上海市经济和信息化委员会、上 海市文化和旅游局、上海广播电 视台,充分发挥财政资金的引导和扶持作用，统筹利用产业转型升级、信息化建设、战略性新兴产 业发展、文创、重点科研计划等专项资金，聚焦支持超高清视频产业内容制播、终端普及、 前端芯片研制、融合应用试点示范等优势项目。,2019年5月7日,北京市超高清视频产业发展行动计 划(2019-2022),北京市经济和信息化局、北京市 广播电视局,统筹利用现有资金渠道，支持超高清视频技术研发、创新平台和产业化项目建设。采取政府 购买服务方式，加大对超高清视频设备首台套采购、内容制作、试点示范、场景应用的支持 力度。,2019年5月12日,广东省超高清视频产业发展行动计 划（2019年2022 年）,广东省人民政府办公厅,2020年，提供4套以上4K超高清电视频道传输服务，4K超高清节目储备超15000小时，符合HDR、50帧/秒技术标准的4K节目提供量达2500小时，4K用户数达2000万户，实现全省70%以上家庭可以收看4K电视节目。,2019年9月17日,计划（20192022 年）,深圳市8K 超高清视频产业发展行动 深圳市发展和改革委员,强化专项资金导向作用，实施8K 专项扶持计划，探索精准性扶贫方式；充分发挥市、区政府引导基金作用，支持引导社会资本投资8K 领域。,2019年12月16日,山东省超高清视频产业发展行动计 划（2019-2022年）,山东省工业和信息化厅、山东省,广播电视局、山东省通信管理局、 鼓励有条件的地区对超高清电视机、机顶盒、VR/AR设备等终端产品的推广应用进行补贴。 山东省广播电视台,各省市先后推出超高清视频产业发展行动计划，重视超高清产业的省级布局，引导省内相关产业基金、财政资金聚焦超高清视频产业采购、制 作、试点、应用，进行有方向性的产业补贴。表：超高清产业政策发布时间政策机构相关内容,分发服务 683亿元,集成服务 311亿元,内容服务 732亿元,增值服务,安全服务,广播电视,感光器件,显示面板 1660亿元,超高清视频产业链分为三个层面，分别为核心设备层、服务层和应用层。根据赛迪研究预测，2022年，应用端市场规模将超过1.8万亿元； 核心设备层的终端呈现设备市场规模将接近7000亿元、网络传输设备将超过2000亿元、视频生产设备将接近1000亿元；此外，服务层市场 规模接近2000亿元，核心元器件将超过1000亿元，显示面板的市场规模将达1660亿元。核心元器件,视频采集设备 120亿元,视频制作设备 430亿元,编码设备,119亿元,存储设备,178亿元,视频生产设备,卫星传输设备,地面广播设备,有线电视传输设备 700亿元,互联网传输设备1694亿元,网络传输设备,TV,5050亿元机顶盒600亿元,PC、手机、平板,VR/AR,1144亿元,终端呈现设备,核 心 设 备 层,服 务 层应 用 层,文教娱乐 13000亿元,1.3 超高清视频产业市场规模广阔,1.4 中国超高清视频相关标准迎来机遇,中国超高清视频标准系列,AVS2,HDR,3D Audio,2016年发布行标、国标,行标即将发布,行标即将发布,超高清视频推动了国产相关标准体系的建设发展，未来有望通过标准的自主自控进一步提升产业链的影响力。中央电视台一直积极推进超高清视频相关广电行业标准的制定。2016年5月，央视牵头制定的AVS2广播电视行业标准发布并实施，在此基础上，2016年5月央视组织成立了HDR专题工作组、3D Audio专题工作组，相关标准即将发布。图：中国超高清视频标准系列进展,1.5 超高清视频六维度要素,帧 率 ： 决定图像 流畅度,分辨率：决定图像,动态范围： 决定图像明 暗对比度,色域：决定颜色种 类丰富度,三 维 声 ： 决定声音立 体真实感,清晰度8K,4K,2K,HDR,SDR,120P,60P,30P,环绕声,三维声,BT.709,BT.2020,色深：12bit决定颜 色渐变 平滑度,10bit,8bit,图：超高清六要素,超高清视频技术标准主要是基于六要素产生，超高清视频的质量主要由六要素构成。,表：超高清视频相关术语专业术语释义,影响,视频一秒时间里传输的图片 帧率帧数，帧率大小影响画面流畅度，通常用fps表示,与画面流畅度成正比。,帧率越大，画面越流畅；帧率越小，画面会有跳 动感。与视频大小成正比。帧率越高，视频越大，质量越高。,分辨率,视频成像产品所成图像大小 或尺寸的数值,与图像大小成正比。分辨率越高，图像越大；分辨率越低，图像越小。,色域,色彩影像所能显示的颜色范 围,与图像颜色丰富度成正比。色域越广，画面越自然;色域越窄，画面会不自然色域会影响视频画质。,色深,颜色,与图像颜色过度能力成正比。,每一个像素点用多少bit存储 色深越高，色彩过渡越平滑，色深越低，画面噪,点越多。与视频大小成正比。,色深越高，视频越大，画质越好。,动态范围,视频的动态范围影响色彩的 明暗细节和色彩纯度,与图像颜色细节成正比。动态范围越广，画面越惟妙惟肖;动态范围窄，画 面会突兀。与视频大小成正比。动态范围越广，视频越大，画质越好。,通过音箱阵列或耳机为听众三维声创造具有三维空间感、方位 感的声音影像,三维声可为听众带来高空间分辨率的感觉，包括 方位感、相对距离感、距离感、环境感和逼真度 等特征。,02,视频技术及编转码标准,2.1.1 视频什么是视频编转码,视频编码是指通过压缩技术，将原始视频文件转换成另一种格式的视频文件的过程和方式。问题一：视频为什么要压缩？因为原始视频容量太大，具有极大的压缩空间。普通摄像头拍摄一副静态图像的像素点为640*480个，每个像素点均由红绿蓝三元素组成，每个元素由8bit来表示， 那么一副640*480数字图像的原始大小便为0.92M。人眼所能感知的视频播放流畅，fps至少为24，那么由24幅640*480静态图像组成的一秒视频大小便为22M，假设 在线观看原始视频，不到一分钟所消耗的流量便超过1G。,图：视频压缩的三种冗余,问题二：视频为什么能压缩？压缩的前提是存在冗余，视频信息至少存在三种冗余，即空间冗余，时间冗余及视觉冗余。空间冗余，即由于一副图像的各个像素点的值是缓慢变化的，单个像素值与周 围的像素点的值之间存在很大的相关性，相关性是冗余的基础。例如，一副图片的 背景是一片大红色，即存在大量同样的像素值，这就是空间上的冗余。时间冗余，即视频作为运动的图像，相邻两帧（甚至多帧）的变化是缓慢的，即连续两个或多个图像间存在相关性。例如一个视频给了天上的月亮整整一秒钟的 镜头，那么这一秒内连续播放的几十张图像间存在很大的相关性。视觉冗余，即由于人眼对视频播放过程中激烈变化的部分相对不敏感，而对缓 慢变化的部分相对较敏感，也正是人眼的视觉冗余，为视频的有损压缩提供了前提 条件。,2.1.2 视频什么是视频编转码,问题四：什么是视频转码？视频转码是指将已经压缩编码的视频码流转换成另一个视频码流，以 适应不同的网络带宽、不同的终端处理能力和不同的用户需求。转码本质上 是一个先解码，再编码的过程。由于视频服务的平台有各种各样的视频源， 如果视频直接被平台分发，会遇到如视频源的码率太高、视频质量差、用户 端播放器格式不支持、参数不合理等问题。为了保障用户得到优质的合理参 数和播放器支持的视频流，就需要转码服务的支持。转码的目的是希望视频低码率、高质量且规范化。视频转码的效率由 编转码产品的软、硬件技术水平决定。相同硬件条件下，支持更多的视频处 理算法及视频编码格式的软件具有更高的转码效率；相同软件条件下，编码 内核支持多方案、更换成本低、多屏并发性能高的硬件具有更高的转码效率。,解码,音频 数据,视频 数据,解封,视 频 源,解码,封装,输 出,输 入,解码,解码,音频 数据,视频 数据,问题三：什么是视频编解码？视频编码是利用图像统计特性，去除视频信号中存在的冗余信息的过程。根据不同的视频参数和编码标准，一部视频的压缩率能达到几十倍、几百倍甚至更高。视频解码则是将原始视频经过编码之后形成的数字信号通过解码装置转换成视频图像的 过程。编码标准是由权威的视频行业国际标准化制定的，行业内认可和通用的编码语言。目前 视频编转码运用较多的标准包括H.26x系列标准、MPEG系列标准和AVS标准等。视频编码的效率可以用码率和压缩比来表示。表：视频编码相关术语,图：视频转码过程示意图封装层 编码层,2.2.1 编转码超高清视频产业核心环节,编解码/芯片是非常重要的一级技术分支，视频采集制作、显示技术和传输与储存技术的发展都有赖于编解码标准和芯片技术的确定， 可以说，该技术是超高清视频技术的基础。该技术的关键在于确立恰当的格式进行编解码，并选择相配套的仪器设备，编解码标准的 确立，对超高清视频技术的发展尤其重要。图：超高清视频全产业结构图,视频采集制作,采集,4K摄像机、监视器信号切换与调度,制作,编辑、转码、剪辑字幕及在线包装系统收录系统,传输与储存,影像传输,广播 / 地面波传输配件 网络,影像存储,磁盘存储(硬盘),闪存/存储卡光盘服务器/云端存储,编解码/芯片,芯片,编码解码,编码芯片 解码芯片AVS2 H.265/HEVC VP9VC1,显示,图像处理,图像处理引擎GPU/芯片 HDR运动补偿,整机,显示面板,LED / 小间距OLED/LDM/激光,激光,投影,激光 幕布,电视墙,根据超高清视频全产业结构图，视频编解码设备产业链可分为三个层级，由上至下分别是基础要素层、设备服务层和终端应用层。,图：视频编解码设备全产业结构图,1.基础要素层：基础要素层由硬件零部件、底层算法和基础设施服务构成。,2.设备服务层：通过集成软硬件视频设备， 支撑终端应用层。设备服务层分为两个方面， 分别是视频编转码相关的硬件产品和软件功 能，主要有视频编转码硬件以及由这一系列 硬件集成的视频设备、视频编转码软件以及 由这一系列软件集成的系统服务。3.终端应用层：通过软硬件结合，视频编转 码在下游市场终端应用前景广阔。特别是5G 技术极大地赋能视频行业，扩展了视频的运 用领域和应用场景。,2.2.2 编转码超高清视频产业核心环节,基础要素层由硬件零部件、底层算法和基础设施服务构成。,硬件零部件方面，主要的零部件包括服务器、显卡、视频采集卡、交换机和编转码芯片。底层算法方面，主要就是编转码技术标准，其背后是一系列 算法的集成。目前视频编转码运用较多的标准包括国际电联 的 H.26x 系列标准、国际标准化组织运动图像专家组的MPEG 系列标准和我国自主研发的 AVS 标准等。基础设施服务包括CDN服务、电信运营商服务和云服务等。内容分发网络（CDN）指利用分布在不同区域的节点服务器 群组成流量分配管理网络平台，为用户提供内容的分散存储 和高速缓存。,电信运营商服务主要提供了基础的固网宽带业务和移动业务；云服务指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务，包 括了Iaas、Paas和Saas。这些服务一般由第三方专业的供应 商提供，直播和点播模式下的 IP 化视频传输分发多采用CDN 进行多级分发。,图：基础要素层的硬件零部件,2.2.3 编转码超高清视频产业核心环节,显卡,又称显示适配器，用于进行输入视频的数模信号转换，承担输出显示图形的任务，主要 用于视频加速和视频分析。,视频采集又称视频卡，用以将模拟摄像机、录像机、LD 视盘机和电视机输出的视频信号等输出视 卡频数据或视频和音频的混合数据输入电脑，并转换成电脑可辨别的数字数据存储在电脑中，成为可编辑处理的视频数据文件，主要由实施转码系统等视频直播产品采用。,交换机,完成信息交换功能，承担视频信号传输的作用，视频服务器利用千兆异步接口通过网关 与千兆以太交换机连接，利用标准的 FTP 协议将服务器内的视频文件，通过转码系统传 输至节目制作网络的硬盘存储阵列中，用于下一步的编辑制作工作。,表：基础要素层的硬件零部件硬件名称作用服务器又称伺服器，用于管理资源并为用户提供服务，一般作为嵌入式软件的载体。,图：视频编转码硬件展示,2.2.4 编转码超高清视频产业核心环节,设备服务层主要分为视频编转码相关的硬件产品及软件集成服务。通过集成软硬件视频设备，支撑终端应用层。视频编转码硬件,图：集成视频设备展示,视频编转码硬件作用,编码器将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式。,调制器/解调器,通过数字信号处理技术，将低频数字信号（如音频、视频、数据等）调制到高频数字信号中，进 行信号传输。调制器一般和解调器成对使用。,加扰器/解扰器,在一个数字系统中,不改变其比特率而将一个数字信号变换成伪随机数字信号的装置。它能降低 误码和抖动，是一种抑制数字传输损伤的工具。一般和解扰器成对使用。,复用器光纤通信系统中的一种器件，将多芯光纤中不同波长的光信号合入一芯光纤中。,适配器任何能在物理上不同的系统之间进行通信的硬件设备。,集成视频设备主要有摄像头和直导播终端等。视频编转码硬件集成了相关零部件和基础服务，可以用于视 频编码、解码、转码等各类细分功能。与各类摄像头、VR设备集成之后，可以实现多种超高清视频编转码 的实际应用工作。集成系统服务主要集成了视频编转码软件、视频处理软件等软件服务。各类编转码软件需付费获得各编码标 准的专利授权，通过集成视频设备，接入前端硬件采集的视频数据源，对视频进行智能分析和处理，提炼出 结构化数据。同时借助CDN和云服务，可以提供以视频处理为核心的多功能视频云服务，实现具体业务应用。,2.3 视频编转码产业发展历程,标清阶段过渡阶段：MPEG4流媒体高清阶段当前阶段 ：4K超高清时代,下一阶段 ：8K超高清时代,MPEG1/MPEG2,MPEG4/H.263,H.264/AVC,国际HEVC/H.265国内AVS2,国际VVC国内AVS3,标清阶段：标清数码电视及DVD机阶段上世纪90年代初期，ITU-T制定了H.261，ISO/IEC制订了MPEG-1视频标准，主要用于低分辨率的视频会议；后期，在计算机的帮助下又扩展了更多的标准，以MPEG2为典型，可用于标清数字电视和标清DVD领域，与MPEG-1标准相比，MPEG-2标准具有更高的图像质量、更多的图像格式和传输码率的图像压缩标准。过渡阶段：MPEG-4短暂的出现上世纪90年代后期，ISO/IEC、ITU-T专家组又分别研制了MPEG-4、H.263的标准，但只是在流媒体领域得到有限的应用，所以只能称之为过渡阶段。高清阶段：卫视频道视频标准提高为了满足人们对高清视频画质更高的要求，ITU-T及ISO/IEC制订了H.264/MPEG AVC视频标准。在此阶段中国 AVS 工作组制定了可与 H.264对标的 AVS+ 视频 标准，逐步应用于国内高清卫视频道，同时国家质量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会共同推出了SVAC，为安防监控领域提供强有力的技术支撑。当前阶段：4k超高清开始推广人们对于4k超高清画质越来越追捧，于是ITU-T及ISO/IEC于2013年制定了HEVC/H.265标准，Google主导推出了开源视频编码VP9，中国AVS工作组于2016年制定了AVS2视频编码标准，适用于压缩4kHDR视频，AVS2标准的编码效率比 AVS1提高了一倍。下一阶段：8k超高清时代即将来临2017年国际标准组织开始制定下一代视频压缩标准VVC，AV1标准也正式定稿，国内也宣布开始制订AVS3视频编码标准。图：视频编码标准发展情况1990年1999年2003年2013年2017年,2.4.1视频编转码产业专利问题,MPEG-2,MPEG-4 AVC/H.264HEVC/H.265,设备付费,1994-2002: 4美元/台,2002-2010: 2.5美元/台2010后：2美元/台每个封装媒体：约0.02美分,美元/台，封顶费每年500万美元。,MPEG LA专利池:每台编解码设备征收0.2美元，单企业年封顶费2500万美元500万台以内0.2美元/台，超过的0.1 HEVC Advance专利池：对移动设备、电视机和投影仪、流媒体播放器和机,顶盒等每台征收1美元左右。Velos Media专利池及其他：未明确公布（风险点）,运营商付费,无,封顶费每年500万美元。,MPEG LA专利池:不征收每次点播： 0.02美元或销售价的2% HEVC Advance专利池：对内容服务征收总收入的0.5%，对可选必要专利加,收部分费用，单企业的年封顶费2000万至4000万美元。Velos Media专利池及其他：未明确公布（风险点）,长期以来，H.26x、MPEG-x等主流编码标准几乎垄断了全球视频播放领域。视频编转码软硬件设备生产商需要向编码标准涉及技术的 专利方支付专利费，专利费支出是中游设备生产商的主要采购成本之一。由于视频编码标准长期被国外企业垄断，且存在各专利方利益 诉求复杂、专利费昂贵等问题，我国企业不仅需向国外缴纳巨额专利许可费，而且时间成本和工作量增大、存在着潜在风险。表：三种编码技术标准专利费收取标准明细,2.4.2 视频编转码产业专利问题,图:H.265/HEVC专利池及其他专利方,MPEG标准的专利费问题应用最广泛的视频编码标准MPEG长期以来受困于专利许可问题，其根源在于制定标准的机构与管理专利授权的机构相互分割。MPEG只负责制 定标准而不能介入标准背后的专利管理与收费，由其他机构执行授权工作，使得当专利收费政策不合理时MPEG无法采取措施，导致专利池机制 发生异化，逐渐演变为垄断市场的工具。这样的专利授权机制导致的后果有：,专利数量庞大，各专利方利益诉求复杂以H.265标准为例，H.265技术相关的专利池至少有三家，池中的专利数量庞大，并有大量标准必要 专利游离于池外。这导致专利使用者将耗费大量的时间和精力用于商业谈判，标准授权进程缓慢。专利方得寸进尺，收取巨额专利费MPEG-2最初的收费对象为解码设备和编码设备，每台专利授权费4美元，后经两次降费至每台2.0 美元。MPEG-4标准第一版发布，除购买设备缴纳的一次性专利费外，外加运营商付费项目。H.265/HEVC标准发布后，出现至少三个专利池宣布向其收取专利费。Velos Media专利池和众多 专利权人未明确公布H.265标准的许可费收取政策，模糊的专利授权态度增加了使用者的选择风险。3. 专利池存在重复申明问题，增加授权成本专利权人披露标准必要专利时，需要穷尽所拥有的相关技术的标准必要专利，这使得有10家公司在两个专利池中重复声明3000多项专利。当专利池对其专利打包授权时，专利被许可者同时加入有重 复专利的两个专利池会产生重复费用，且只能通过与重复的专利权人交涉协商退款。,2.4.3 视频编转码产业专利问题,受DVD事件的启发和影响，外国厂商对中国的电视机、U盘、光盘、光盘刻录机、数码相机、摩托车等生产厂家也 提出了征收专利费的要求，而且有不断扩大的趋势，可能很快会波及到PC、移动通讯、生物医药等高科技领域及 相关主导产业。,收费组织,6C,3C,1C,MPEG-LA,杜比,DTS,协议收费,4美元/台，2003年起调为12 5美元/台（2002 年7月改为 最低2美元/台，收取每台售 美元/台3.5美元/台）价的2%,4美元/台,2.1美元/台（含飞利浦0.6美 元/台）,2-3美元/台,我国在加入WTO前夕，中美之间在知识产权领域发生的谈判及争端。1992、1995、1996年，中国三次被美国政府 纳入“301条款”的“重点国家”，并三次以中美签订有关知识产权保护协议告终。2001年12月中国“入世”，许 多法律、法规，特别是知识产权法，需要与国际接轨，导致国内一些产品出口企业上受到冲击。2002年的DVD行业的专利费事件是一个典型的案例：2002年1月9日，深圳普迪公司出口到英国的3864台DVD机， 被飞利浦通过当地海关扣押，依据是未经专利授权；2月21日，德国海关也扣押了惠州德赛公司的DVD机。至此， 专利费之争走上国际贸易前台，逼迫出口量占世界DVD总产量70%的中国DVD企业直面此问题。表：2002年跨国公司在华DVD专利收费汇总,2.4.4 视频编转码产业国产标准崛起,AVS,MPEG,标准制定与专利管理的关系,标准制定组织和专利池管理组织相互分割；在实践中未严格要标准制定组织和专利池管理组织统一考虑；要求专利进入AVS求专利提案人公开专利许可申明；MPEG与专利池之间没有任何必须遵守一定的条件；标准工作组建立“一站式”AVS专利池法律关系，同时有大量专利游离于专利池之外,授权过程,授权过程简洁AVS专利池从一个渠道对加入专利池的必要权利要求进行许可,授权机制复杂专利数量庞大，专利池数量多，且有大量专利游离于专利池外,是否存在重复申明不存在专利重复申明问题存在专利重复申明问题,许可费水平,许可费用更低,不对运营商收费遵循有竞争力的许可费用原则优先考虑承诺更优惠许可条件的提案,许可费用昂贵，除了对设备收费， 部分专利池征收内容服务费部分专利池和专利权人的许可费政策不透明，存在“放水养鱼”的风险,2002年，我国数字音视频编解码技术标准工作组（AVS工作组）成立。AVS在我国率先建立了“专利池”管理机制，每台终端产品只收1元专利费，不对内容提供商和运营商收费，从而大幅度降低了标准实施的专利成本。AVS1、AVS2通过代替同期国际标准MPEG-4 、AVC/H.264，全国广播电视和IPTV电视等运营商每年可节省专利成本达到百亿元量级。表：AVS与MPEG专利制度对比,2.5.1 视频编转码产业国产标准崛起,2003,2006,H.264/MPEG-AVCAVS1,H.265/HEVC,2016,AVS2,2020,2019,AV1VVCAVS3 基准档次制定完成,20132014,VP9,全球首颗基于AVS3的支持8k分辨率、120fps的超高清芯片Hi3796CV300推出,高清阶段：AVS1对标 MPEG-2 的第一代国产视频编码,4k超高清阶段：AVS2基本与同期国际标准H.265/HEVC 相当,8k超高清阶段：AVS3领先国外标准制定完成，具 有先发优势,AVS1：对标H.264/MPEG-AVC的第一代国产视频编转码标准2006年，我国颁布了第一代视频编码国家标准AVS1，从2007年开始形成规模化应用。到2010年，国内数十个省市和老挝、柬埔寨、斯里 兰卡、吉尔吉斯斯坦、古巴等国采用AVS标准，播出上千套数字电视节目，全球提供AVS编解码芯片的企业有20多家。根据国家广电总局广播电视规划院主持的AVS视频标准测试显示：AVS1增强版AVS+的压缩效率与国际同类标准H.264/AVC最高档次相当AVS1实现了我国自主研发的视频编转码技术标准从无到有的突破，为AVS编码标准的国际化发展奠定了基础。图：国内外视频编解码标准发展历程时间轴,2.5.2 视频编转码产业国产标准崛起,x2,AVS1,AVS2,编码效率,高清超高清视频编码效率,视监控频视监频控编编码码效效率率,H.265/HEVC,+2,AVS2H.265/HEVC,AVS2,视监控频视监频控压编缩码效效率率,H.265/HEVC,x2,AVS2,视频监专控利编费码用效率,专利费用昂 贵且结构方 复杂,对每个编码器 收取1元，无其 他收费项目,H.265/HEVC,AVS2,AVS2：对标H.265/HEVC的第二代国产视频编转码标准2016年3月，AVS2被国家质检总局和国家标准委颁布为国家标准。AVS2首要应用目标是超高清晰度视频，对标的编码标准便是H.265/HEVC。测试表明，AVS2标准的编码效率比AVS1提高了一倍，在超高清和高清视频编码方面的性能与同期国际标准H.265/HEVC相当。而在监控视频编码方面, AVS2对监 控视频的编码效率可达H.265/HEVC两倍，对监控视频的压缩效率达到同期国际标准H.265/HEVC的两倍。在专利授权费用方面，AVS2一如既往的简明且实惠，仅 针对编码译码器设备征收象征性的1元/个、承诺对内容制作和互联网软件服务免费。图：国内外视频编码标准性价比照,2.5.3 视频编转码产业国产标准崛起,AVS2,AVS2,30%,50%,AVS3：标准制定领先国外标准，有望抢占超高清视频产业发展先机2019年3月，AVS3基准档次AVS2CD2.0的制定工作完成，测试表明该标准相较于AVS2平均性能提长约30%。2019年3月，AVS3基准档次AVS2CD2.0的制定工作完成，测试表明该标准相较于AVS2平均性能提长约30%；预计在2021年发布第二版标准。根据AVS标准工作组的规 划，未来将继续完善后续标准，扩展档次的目标是编码效率比AVS2视频标准提高50%，其中深度学习多次被用在编码标准中。2019年9月，首个基于AVS3标准的8K端到端解决方案发布，推出了全球首颗基于AVS3标准的支持8K分辨率、120fps的超高清芯片Hi3796CV300。而其主要竞争对手VVC、AV1解码预计在2020年才能完成标准化，进行广泛推广。图：AVS3与AVS2编码效率的比较AVS3AVS2CD2.0,2.5.4 视频编转码产业国产标准崛起,不同编解码标准对应的硬件支持不尽相同，核心便是芯片IC的设计。2006年编解码芯片国内的出货占比中国产芯片只有1%左右，TI半导体巨 头占领了中国几乎一半市场。不占据先发优势，国产视频编解码芯片技术 的不成熟是制约国产编解码标准发展和推广的主要因素。目前，华为海思与美国安霸、日本的索喜在视频编解码领域形成了三国鼎 立局面，2016年编解码芯片国内的出货占比中国市场国产芯片的占比提 升到60%左右，海思占领了国内一半以上市场。目前，华为海思、晨星 等芯片厂商均研发并推出了AVS2的编解码芯片。随着国产芯片厂家参与到视频编解码芯片设计大军中，推动了行业芯片价 格降低。同时，国内厂家海思因为其成本控制原因，价格有很大优势，从 而倒逼国家巨头不得不下调出货价。受益于芯片厂家的价格竞争，下游的 编解码芯片应用厂家得以迅速发展。下一代编码标准之争：未来，如若支持超高清8K的国产AVS3编码标准率 先发布，同时搭载国产编码芯片，视频编码标准的格局有望发生剧变。视 频编码标准国产化替代、AVS标准国际化进程有望加速。,51%,10%,13%,1%,35%,60%50%40%30%20%10%0%,TIAmbarellaNXP,国产,其他,图：2006年编解码芯片国内的出货占比,7%,8%,3%,20%,70%60%50%40%30%20%10%0%,TIAmbarellaNXP,国产,其他,图：2016年编解码芯片国内的出货占比62%,0,5,10,15,20,20062007200820092010201120122013201420152016,索喜,图：2006-2016年编解码芯片价格趋势TI安霸海思,03声音技术及三维声标准,3.1 三维声简介：依赖于音频处理渲染和扬声器布局,图：三维声声场示意图,三维声依赖于音箱阵列或耳机为听众创造具有三维空间感、方位感的声音影像，使听众在虚拟的场景中准确地判断出声源位置，获得与人们在真 实世界中相似的听觉感受的声音系统。三维声音频主要是根据人耳对声音信号的感知特性，使用信号处理的方法对到达两耳的声音信号进行模拟，以重建复杂的空间声场，把两个耳朵 接收到的声音尽可能准确地模拟出来。三维声技术是否能够提供沉浸式音效，很大程度依赖于音频处理渲染与终端扬声器布局。对于不同的终端设备与应用场景，相应的音频处理和扬声器设置存在区别。环绕声是指在声音重现中实现原信号中各声源点的重现，使听众(欣赏者)感觉被周围各种声音包围，能够感受各个方向声音。我们现在较常听到的环 绕音响或是surround sound是5.1声道以及更加复杂的7.1声道。,图：5.1声道前面有三个声道，后面有两个。像 Dolby Digital，SDDS，DTS及Pro Logic II都是常见的5.1声道音效系 统。,