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AVS+ 标准的背景、进展与产业应用展望

作者：赵培茂日期：2014-09-23 14:38 来源：电子技术与软件工程

摘要：随着社会主义现代化进程的不断发展与社会生产力水平的不断提高，改革开放以来，我国的科学技术得以迅速发展，且为我国社会生产的各个领域提供了广泛的技术支持。信息产业作为科学技术发展的必然产物，对于促进我国经济发展与社会进步都具有重要的作用。本文以信息产业中的ACS 标准为例，通过对其在标准体系中的地位进行研究，并结合我国AVS 标准的制定情况，对AVS 标准的应用前景进行了具体的分析。
【关键词】AVS 标准背景产业应用展望
近年来，随着全球经济、科技的高速发展，信息产业以作为一种新型产业迅速崛起，且已成为促进我国经济发展的重要组成部分。作为信息产业中的重要组成部分，数字音频产业对于整个信息产业的发展都具有重要的影响。本以我国在数字音频产业中自主研发的AVS标准为例，通过对其在标准体系中的地位进行分析，从而对AVS 产业的发展前景进行了具体展望。
1 AVS在标准体系中的地位
1.1 AVS的概念
所谓AVS 即音视频编码标准是《信息技术先进音视频编码》一系列标准的简称，是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准，其主要包括了系统、音频、视频以及数字版权管理等四个主要标准技术体系与符合性标准支撑技术体系。
1.2 AVS的地位
所谓信源编码是指由文字、图形、图案、符号、音视频与符号等不同种类的数据本身的编码共同构成的编码，信源编码技术所解决的重点问题则是基于数字形式的音视频的海量数据编码的压缩问题，因此信源编码技术又称为音视频编解码技术，作为信息领域的基础性标准，信源编码标准是信息技术必须遵循的编码标准，因此，AVS 即音视频编码标准不仅在整个信息领域的标准中占据基础性的地位，同时其也决定了数字电视、激光视盘机等多种试听消费电子产品中具体编解码标准的编码形式，对于数字产业的发展具有重要的作用和意义。另一方面，与数据和符号编码不同，音视频编解码是以文字、图形、符号等本身编码为基础的信源编码，同时，其可以将数字音频与视频的相关数据压缩到原来的1/50 以下，从而使的传输带宽与存储容量得以有效利用，提高信息的编码效率，因此，音视频编码标准对于包括数字电视和激光视盘机等产业在内的整个信息产业的发展都具有巨大的促进作用。
2 AVS标准制定的背景
近年来，我国在音视频产业领域已经具备了较强的理论和实践基础，但是由于相关信息产业技术缺乏核心标准，因此，部分音视频技术企业的发展长期以来受制于国外所持有的相关标准、技术与专。就现阶段而言，包括数字电视与激光视盘机在内的我国数字音视频产业所采用的信源编码标准为MPEG-2（活动图像专家组），但这并不是信息产业所具备的最佳标准，因为，首先，应用MPEG-2 标准对信源编码进行相应处理需要缴纳每台2.5 美元的专利使用费，而据统计，就2005 年到2013 年期间，我国国内共售出了4 亿台数字电视与激光视盘机，而就专利费用而言，我国相关企业则需要向美国缴纳10 亿美元的专利使用费，在增加了我国企业财政压力的同时，也阻碍了我国自身信息领域编解码标准的形成与发展。作为一个电子消费类产品生产与销售的大国，近年来，我国在信息产业领域内取得了较大的成就。在国家“863”计划的政策支持下，我国在2002 年首次提出并且完成了具有自主知识产权的数字音视频的编解码技术即AVS。AVS 技术与标准为我国信息产业特别是数字音频产业的发展提供了良好的机遇。一方面，就国际数字音视频标准而言，由于其在技术方面需要平衡各个国家和不同企业之间的经济利益，使其相关技术与标准在实施过程中经常出现一些经济上的冲突，而我国的AVS 标准则无需考虑上述问题，并可以大幅度提高信源的编解码效率。另一方面，由于涉及到知识产权的问题，国际数字音视频编解码标准在投入到实际应用前，必须要协调好知识产权的转让或购买等问题，而由于AVS 标准是我国自主研发的信息技术标准，因此在将其应用到我国社会各个生产领域中时，则不需要考虑由于知识产权而带来的经济矛盾等问题。
3 我国AVS标准的发展
3.1 基本思路
对于AVS 标准的制定主要由三种方法，首先，是通过翻译已有的国际标准或工业标准，从而将其转化为符合我国信息产业发展趋势的相关标准，该方法的特点是先进性与开放性。第二种则是完全避开相关国际或工业标准，制定出一套全新的音视频编解码标准，其特点是独立于自主。而第三种则是将上述两种方法进行有机结合，在借鉴国外先进编解码标准的基础上，实行自主研发，从而制定出符合我国整体信息领域发展趋势的音视频编解码标准。基于上述方法而形成的AVS 标准的基本思路为：将可以合法免费使用的开放性音视频编解码技术与我国自主研发的专利技术相结合，从而制定出一套自主的、符合我国信息产业发展现状音视频编解码技术。
3.2 AVS标准的制定原则
2002 年12 月份，在我国信息产业部科技司的批准下，我国形成了的“数字音视频编解码技术标准”工作组，具体负责对相关数字设备与电子设备中的音视频编码进行压缩、解压缩工作与数据的处理和表示等技术标准的制定工作，且工作组对AVS 标准的制定规定了如下原则：
3.2.1 先进性与现实性
工作组规定了AVS 标准应该具备相应的先进性与现实性，所谓先进性是指在数字音视频编解码工作中所选择的技术应该处于国际领先水平，并且可以通过国际联合等方式达到共享必须知识产权目的的原则。而现实性原则是指在AVS 标准中所采用的算法的实现成本必须能够被信息市场与大多数用户所接受的原则。
3.2.2 兼容性与独立性
除了先进性与现实性外，AVS 工作组还将兼容性与独立性共同作为数字音视频编解码标准的原则。所谓兼容性是指虽然AVS 技术采用的是主流的且处于国际领先水平的技术方案，但其制定的标准仍然需要符合已经建成的相关数字传输系统。
3.3 AVS标准的推广应用阶段
2003 年7 月，在AVS 标准的制定经历了半年之后，我国国家广电总局中的广播电视计量检测中心通过将MEPG-2 系统为参照标准，对初步研制成功的AVS 系统进行检测，测定结果为：在压缩码率相较于MEPG-2 编解码系统低一倍的情况下，所测AVS 音视频编解码系统的图像处理质量仍好于MEPG-2 编解码后的图像质量，这一实验结果代表着AVS 音视频编解码标准正式被投入与应用到我国的数字电视产业与相关芯片产业中。目前，AVS 音视频编解码标准已经被广泛应用到有线电视、卫星电视、网络媒体与视频监控等我国社会生产的各个领域，为我国信息产业做出了重大的贡献。
4 AVS应用展望
4.1 AVS标准的优势
明确其自身在信息领域内的相关优势，并使其优势得到充分发挥，才能将AVS 标准更广泛且更成熟地应用到我国社会生产的各个领域，并从整体上促进我国信息产业的发展。首先，AVS 标准是我国自主研发的音视频编解码技术标准，因此，其在国内的运用可以不需要考虑专利费用的问题，从而为数字产业内的各个企业提供方便的生产和发展环境，促进企业与数字产业的发展。其次，就编码效率而言，AVS 标准的编码效率要比以MEPG-2 标准的编码效率高出2-3 倍左右，大幅度提高了数字电视的换面质量。另一方面，AVS 标准最直接的产业化结果则是需要我国相关企业提供未来10 年内我国所需要的3-5 亿块的解码芯片，从而推动我国数字电视音视频产业的高速发展。对于AVS 的解码芯片而言，可以被广泛应用于数字电视机顶盒或接收机的核心芯片中，而AVS 编码器则可以将不同的输入音频信号进行编码，并且压缩成为AVS 编码流，进而应用于数字电视节目的播出过程中。
4.2 AVS标准的应用前景
4.2.1 AVS 在芯片产业中的应用AVS 标准在芯片产业中的应用主要体现为芯片的实现方面，由于AVS 标准不仅在新能上处于国际领先水平，同时也比国际数字音视频编解码器标准更精简，因此，芯片与相关产品实现的复杂度则会远远低于国际标准。就现阶段而言，要想将AVS 标准广泛而熟练地应用到我国刚刚起步的芯片产业中，则芯片产业自身也需要一个相对自主的标准，从而为AVS 提供稳定的应用环境，目前，我国MEPG芯片技术与产业主要形成于国外，且相关的专利费用和知识产权仍制约着我国芯片产业的发展，基于上述原因，我国可以将芯片产业提升到战略发展的高度上，并且对相关信息产业市场进行分析，据统计，4 亿台数字电视与激光视盘机等设备可以产生2-3 千亿人民币产值的市场，通过将该市场进行合理利用，进而形成符合我国经济发展特色的芯片产业，进而促进我国整体的经济法发展。
4.2.2 AVS 在数字电视运营业中的应用
数字电视运营系统主要由三个环节组成，即节目的制作、播出与传输环节，而其中节目的制作与传输是电视运营系统中的两个核心环节，且这两个环节的投入资金占据了电视运营业投入的一大部分，但节目的制作与输出均与播出节目所采用的具体格式无关，因此，对于AVS 标准而言，则很少对上述两环节产生影响，而AVS 标准唯一要求数字电视运营系统修改的是播出环节，随着信息与数据量的日益庞大，数字电视未来的发展趋势必然是以多种播出格式进行多种节目的播放，而对于已经开播的数字节目电台而言，如果要将其转化为AVS 格式则只需要替换编码器即可，具体的方式为用AVS 编码器替换掉MPEG-2 编码器，从而实现AVS 编码流的传出。虽然引进每台编码器的费用约为10 万元，但就电视运营过程中采用AVS 格式播出的回报远远高于其投入，首先就网络数字电视而言，在AVS 标准应用后，至少可以节省出一半的传输带宽资源；而从电视网的角度进行分析，在应用AVS 标准后，节目的承载容量可以提升为原来容量的两倍，更好地满足了用户的相关需求。因此，未来将AVS 标准应用于数字运营业中已成为一种信息
产业发展的必然趋势。
4.2.3 AVS 在数字电视制造业中的应用
虽然在不同国家，数字电视所采用的制式有所不同，但是仅就信源标准而言，无论是AVS 标准或是MPEG 标准，其物理实现都是同一块解码芯片，又由于该芯片与整机其他部分的接口是统一的，因此接受机制的制造商完全可以根据目标市场的的不同信源标准进行芯片的更售工作，从而为其带来较大的利润。另一方面，AVS 标准的应用对接受机制的制造商的利益而言并不仅仅局限于节省相关的专利费用，同时AVS 也为其提供了一个互为准入、交易许可的谈判筹码，即只要外商想进入中国数字产业，则必须符合相应的AVS 标准，可见，AVS 标准为国际与国内双市场的互相准入提供了较为广泛的技术支持。综上所述，AVS标准在数字电视制造业中的应用必将促进未来数字电视产业并促和信息产业的整体发展。
5 结论
本文通过对AVS 标准的概念与地位进行阐述，并结合AVS 数字音视频编解码标准的发展背景，从芯片产业、电视运营产业、电视制造业等方面对AVS 标准的应用前景进行了具体的讨论与分析，可见，未来加强对AVS标准的研究与完善，对于促进我国信息产业健康、高速发展具有重要的历史作用和现实意义。
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作者单位
天津通广集团电子科技有限公司　天津市　
300452