中国之影--新作品--中国作家网
- 2024-01-20 项目展示
2002年1月21日,傍晚。一艘来自中国的巨轮,经过万里航行,终于抵达英国费利克斯托港。孰料,轮船刚刚靠岸,一队全副武装的英国警察迅猛冲过来,直扑船上的货柜。货柜里,是中国制造的DVD。它们远渡重洋,准备在欧洲市场出售。
中国船员们目瞪口呆,眼睁睁地看着货柜被一一查扣。接着,在欧洲众多港口,数十艘同样的货轮如坠罗网,纷纷落马,无一幸免。据统计,该年2月至3月,共约100多家中国公司制作的DVD在欧盟被海关强硬扣押。
中国有关部门立即通过国际组织强烈交涉。回复:这一些产品均没获得相关知识产权认证,不能登陆,更严禁销售!
同时,雪片般的传票飞越蔚蓝色的海洋,纷至沓来,声色俱厉地要求中国企业缴纳高额的专利费用。毫无思想准备的中国企业家心惊肉跳、乱作一团。火爆的中国DVD市场顿时腰斩!
20世纪90年代之前,世界上的视听产品还处于模拟信号时代。录像机与录像带是那个年代的主角。
随着科技发展,音视频数字化水平逐渐提升。为了迎接新时代,进行商业化、标准化推广,1988年,意大利与日本等国牵头,吸纳欧美众多公司,联合成立了一个制定音视频标准的工作组。这个工作组便是大名鼎鼎的MPEG(MovingPicturesExpertsGroup),中文译为“动态图像专家组”。
这一组织专门负责为光盘设立视频和音频标准,成员均为该领域的技术专家。他们盼望通过制定相关产业产品质量标准,助推数字音视频产品的规范化、规模化发展。国际标准化组织标准算法的制定和公布,客观上形成了一个数据压缩技术向新产品迅速转化的起点,引发了全球范围内一场影视技术的大革命,从而把现代家用电器带入了一个数码科技的新天地……
1992年,MPEG工作组率先开发出了第一代音视频标准——MPEG-1。现在看来,其中虽然存在不少问题,但已是一代完整成型的音视频标准。但是,这套标准制定之后,并没有正式投入应用。因为,按照最初计划,其最重要目的是积累经验,为之后大规模推广准备条件。
然而,他们万万没想到,敏锐的中国企业发现了其中蕴含的巨大商机。改革开放之后的中国春风渐暖。身心觉醒的人们在世界思潮的影响下,有了慢慢的变多的娱乐需求。20世纪80年代初,录像机开始步入中国市场,并迅速普及。伴随着这股风潮,大批境外的音像制品通过种种渠道流入国内。《霍元甲》《射雕英雄传》《万水千山总是情》《上海滩》,张国荣、谭咏麟、邓丽君、梅艳芳、费翔……这些港台剧和明星,连同模糊影像一起,成为了一代人遥远而又难忘的记忆。
正是在这种特殊社会背景的催生下,在模拟时代与数字时代交接的关口,中国厂商迅速生产出了应用MPEG第一代标准的产品。
一块圆圆的、薄薄的碟片,小巧玲珑,却能压缩、装载大量视频。在路边的小摊上翻开厚厚一叠光盘,各式各样的节目应有尽有。回到家里,将光盘塞进VCD,便可随时欣赏自己最喜欢的节目。
越来越多的中国人拥有了自己的“家庭影院”。一个令世界颇感惊奇的事实出现了:借助VCD的推广,中国在家庭音视频领域已经领先西方,率先进入数字时代! 制定出这套标准的西方公司十分惊诧,一个只是试验品的音视频标准,居然如此受欢迎?
第一代标准制作完成后,国际意义上的数码视听产业计划也开始步入真正开始启动阶段。1994年,MPEG工作组研制出新一代音视频标准——MPEG-2。1996年,这套新标准正式公开发布。随后,西方大厂商火速跟进,开始做全面的产业化布局。按照计划,新产品面世后,会在世界市场全面铺开,正式开启一个崭新的数字时代。
然而,西方大公司猛然发现,现实与设想相去甚远。这个“意外”的搅局者,又是中国厂商!
MPEG-2标准发布之后,由于已有VCD的产业基础,中国厂商驾轻就熟,迅速从西方购买置入标准的芯片,随后大量组装加工,抢先推出了应用MPEG-2标准的新一代产品。
这,就是大家熟知的DVD。相比于应用了MPEG-1标准的VCD,DVD在音频和视频表现方面更出色。因此,机器刚一上市,便引发销售热潮。国产DVD大量生产,很快替代了原来的VCD,再一次覆盖中国家庭。不仅如此,国产DVD更是乘坐着一艘艘航船,登陆各个国家和地区,风行世界。据统计,2000年,全球DVD需求量3000万台,其中美国1000万台,欧盟、澳洲、南美、亚洲约2000万台。而当年仅中国DVD的出口量就超过了1000万台,其中销售北美市场达800万台。2001年,中国出口DVD攀升至3500万台,而产量更占据世界总产量的90%。
国产DVD虽然产销量巨大,但核心专利和技术标准,全部为国外企业掌握。其中最重要的音视频标准正是MPEG-2。西方公司建立标准组织的意图,就是要推动数码时代的到来。音视频标准的制定,花费了大量人力物力,也凝结了大量独创的技术与产权。音视频标准虽然公开,却不免费。专利组织永远保留着这项最重要的权力。
西方公司开始反击了。1998年底,飞利浦、索尼、先锋三个公司组成了3C专利联盟。1999年,东芝、三菱、日立、松下、JVC、时代华纳六个公司组成了6C专利联盟。
进入新世纪,世界经济发展形势也正在发生巨大变化。2001年,中国成功加入了世贸组织。既然加入世贸,就要遵照世贸规则。当年,6C联盟向全球发表相关声明:我们拥有DVD核心技术的专利所有权,所有生产DVD的厂商必须购买专利许可,才能从事生产! 同时,他们向中国DVD生产企业发出书面通牒,要求全部补缴专利费用。这些要求,对于中国厂商来说极具毁灭性。
2002年2月21日,惠州出口德国的DVD,遭到当地海关扣押。随后,中国出口欧洲的DVD产品,也全部滞留海关。
中国电子音响工业协会代表中国企业火速展开谈判。最终,双方签署协议:中国每出口1台DVD,应向国际6C联盟支付4美元,向3C联盟支付5美元,向汤姆逊公司支付2美元,向杜比公司支付1美元,向MPEG-LA公司支付4美元……合计起来,竟达20美元。而由于竞争非常激烈,DVD价格持续下降,最低已降至35美元左右。
绝境中,中国绝大多数DVD厂商不得不关门停产,或转向加工贸易、贴牌生产,以求勉强存活。
3月16日上午,中国科学院计算技术研究所博士后黄铁军突然被导师高文找去:“后天召开香山科学会议,主题之一是音视频编码技术问题。会后要上交会议简报,你负责吧!”
高文,毕业于哈尔滨科学技术大学,先后获哈尔滨工业大学硕士、博士学位,而后赴日本和美国留学。1996年,担任国家863计划信息领域智能计算机主题专家组组长;1998年,担任中国科学院计算技术研究所所长。
香山科学会议是中国科技界以探索科学前沿、促进知识创新为主要目标的高层次、跨学科、小规模的常设性学术会议。
两天后,众多专家集聚香山饭店。窗外寒风肆虐、沙尘翻飞,而屋内,一场主题为“宽带网络与安全流媒体技术”的科学会议已经开得热火朝天……
会议开始后,大家围绕音视频编码的有关问题展开了宽泛讨论,东方西方、现在未来、宏观微观……
黄铁军坐在一角,仔细倾听着,详细记录着。黄铁军毕业于武汉理工大学计算机应用专业,获工业自动化专业硕士学位,后攻读华中科技大学模式识别与智能系统专业博士学位,时为中国科学院计算技术研究所博士后。
不知是谁,突然提起了前几天外国海关查扣中国DVD的事情。在座者大都是科学家,除了叹息,别无良策。
突然,一个洪亮的声音响起。黄铁军抬头一看,是信息产业部科学技术司司长徐顺成。
他从座位上站起来,大声说:“你们只讨论技术,怎么就不看看窗外。万里之外,咱们国产的机器都不能上岸了,你们还在清谈,不如想一想能具体做点儿什么?”是啊,面对咄咄逼人的围追堵截,中国怎么办? 一时间,会场陷入沉默。
徐司长的声音再次大起来:“我们应当好好研究一下,能不能做一个自己的中国标准,冲破垄断。”
有人认为,中国刚刚加入世贸组织,进入国际市场,要尽量遵守国际知识产权规则。更多人认为,我国目前的现状是缺少具有自主知识产权的标准。借此契机,也可以迈出自主创新的重要一步,制定我国掌握自主知识产权的流媒体技术标准,并通过标准,带动中国数字音视频产业的发展。
经过讨论,代表们一致认为,独立自主的技术标准非常非常重要,建议组建中国自己的标准组织,研发音视频标准。
三个月后,国家信息产业部科学技术司正式发文,成立“数字音视频编解码技术标准工作组”——AVS工作组,并任命高文为组长,黄铁军为秘书长。
秘书长黄铁军组织了一个起草小组,参考国际、国内诸多文稿,反复修改,最终形成了一个长达三页的文本。这个文本,基础又开放,照顾各方利益并有利于永恒发展。
与此同时,高文多方奔走,联合组织了一个包括北京大学、浙江大学、清华大学、中国科学院、华为、中兴等高等院校、科研机构及有名的公司在内的千人规模的技术联盟团队。
所谓音视频标准,是一套数字信号的编码与解码规则。它通过算法规则将音频与超高清视频数据来进行大幅压缩,变成方便存储和传播的数据。随后,在用户终端再逆向解码,将音频与视频呈现在我们面前。也就是说,电视台制作的音视频节目,需要按照这套标准被转化为特定的数字信号。而我们的电视、手机等终端产品,也需要按照这套标准,把传输的数字信号重新复原为声音与图像。
这一过程,说来简单,实在复杂。更为困难的是,同时期的外国标准已经占据先机。中国标准要达到同样效果,必须在一些“设置”的设计上巧妙避开。要在数字码流的解码与编码中,保证视频的清晰度,同时又要绕开对方已有标准,规避专利问题,这仿佛是在枪林弹雨中穿缝而过,还要完好无损。又像蚂蚁搬家、蜜蜂筑巢,成千上万个技术细节,拼贴组合,最终构成一座巍峨的大厦。
MPEG标准组织虽然开创了一个新的数字音视频时代,但其商业模式引发了慢慢的变多的问题。
那种模式之下,标准组织只负责标准,专利权人在标准发布后制定收费政策,而产业界在这一过程中,只能等待观望。
正因为这样,MPEG-4标准的第二部分“视频”虽然在1998年便已完成,但随后多年却没有大量应用。因为,如果采用这个标准,则意味着必须接受苛刻的专利许可条件。欧美日韩的许多组织和企业都表示,甚至连制定标准的MPEG专家组,也对专利收费阻碍标准采纳持反对意见。
中国AVS标准的诞生,在某些特定的程度上被寄予希望,也因此获得了更多关注和支持。的确,AVS工作组有着与外国标准组截然不同的工作流程。在外国标准组讨论中,技术问题的讨论很少涉及各项技术所基于专利的归属问题。他们都以为,这些技术专利的归属是一个法律问题。因此,在他们的标准组会议上,几乎都是纯技术讨论。然而,在AVS工作组中,专利问题的涉及与规避,是很重要的一个谈论流程。为了尽最大可能避免被认为是“技术抄袭”,所有的技术专利的脉络一定要梳理清楚、描绘清晰。这项工作,就像建立一个前后相继的家谱。
如何恰当地协调三者之间的关系,形成一起发展的合力,这成为秘书长黄铁军面前的最大难题。经过不断思考与探索,黄铁军逐渐找到了一条统筹考虑的创新模式。这种模式,一方面一定要保证标准的先进性和开放性,同时也将专利方的利益索求限制在一个合理水平,避免一些专利人狮子大开口,为将来的标准推广带来困难。
每一次会议,都要讨论大量提案,将海量数据信息纳入标准之中。庞大数据指标,都需要事无巨细地讨论通过。而且,关于某一项技术不同的人也可以提出不同的解决方案,互相竞争,择优选取。
所有关于技术的提案,哪怕是一个小小细节,都要有理有据地说服所有人,都要讨论得清清楚楚。通过大家火眼金睛般的审视,取得一致意见之后,才能形成决议,纳入到标准框架中。
作为AVS音视频标准的重要组成部分,视频编码标准的提案几乎每次都是各小组中最多的。其他小组会议早就结束了,视频组会议还在如火如荼地进行中。每一个技术细节,都要摆在台面上,让所有专家一一审过。作为组长,虞露不仅要从技术角度详细评判每一项技术的优劣,还要站在全局角度考虑技术之间的协调性、生产的可实现性。每一项技术的优势、不足、转化效率、专利规避……这样一些问题化成一个个漫天飞舞的“0”和“1”,白天在眼前转,晚上在梦里转,一刻不停,一秒不歇,转啊转啊……
有一次,讨论激烈,竟然持续了三十多个小时。有些专家在自己负责的提案商议结束后,可以暂时放松一下,关上电脑,合上背包,回去休息。但作为组长,虞露不行啊。连续三天的会议终于结束。她踉踉跄跄地离开会场,飞回杭州。可刚走进办公室,便感觉天旋地转,失去了知觉。
不知过了多久,虞露醒过来时,发现了自己早已从椅子上滑了下来,躺在办公室的地板上。
在一次会议上,马思伟与另一位名叫娄健的博士小伙子,围绕视频的变换技术针锋相对。争论到激烈处,两人怒目圆睁、面红耳赤,几乎要动手。大家担心事态扩大,赶紧好说歹说地安抚下来。
会议结束后,会务组安排大家去附近的山水名胜处游览。万万没想到,前一天还是不共戴天的“仇人”,竟然在船上坐在了一起。下船爬山,两个人也形影不离、亲如密友,仿佛昨天的争吵从来就没发生过。然而,下次开会时,针对一项视频编码技术,两个人又“毫不意外”地吵了起来。
2003年12月,已经接近第一代音视频标准的完成时间,但是几项具体的标准仍未尘埃落定。
这一天,北京纷纷扬扬地飘起了大雪。为了加快进度,工作组决定集中到香河县某宾馆,完结任务。
在漫天大雪中,大巴车载着几十位专家,缓缓地开到了目的地。会议讨论,从第一天开始就十分激烈。这一天,视频组的讨论焦点集中在隔行扫描技术。焦点中的焦点集中在两个方案上。其中一个方案,性能优异,但是复杂程度较高,不利于后面芯片设计生产。另外一个方案,性能虽有不足,但是相对来说非常容易生产。采取哪家方案,大家争论不休。既要保证性能,也要考虑生产,两条路线各有所长,一时难以抉择。
于是,视频组组长吴枫又从头开始梳理,详细地分析利弊。不知不觉,又到了后半夜。但是,问题还没有解决。
此时,一些与这项提案无关的专家,已经坚持不住了。不少人趴在桌子上呼呼大睡,也有人陆陆续续离开会场,回到了房间。
时间在一分一秒地流逝。吴枫看着大家的疲惫,决定不能再拖延了。酒店深夜的走廊里,传出了连续的脚步声。随后,“咚咚咚”的敲门声,一扇门一扇门地传了过去:“大家起床了,组长让大家投票。”一扇扇门缓缓打开了。人们打着哈欠,揉着惺忪睡眼,回到会场。
此时的吴枫,正神采奕奕地坐在前面,热情地招呼大家:“任何一个人都发表一下意见吧。”深夜的会议室,再度热闹起来。刚刚从梦乡走来的人们,挨个儿发表看法,然后投票表决。
持续一整天的讨论终于结束了,大家拖着疲惫的身体回到了房间。秘书赵海英刚刚躺下,便听到一阵急促的敲门声。她揉着迷糊的眼睛,下床开门。何芸站在门口,这位年过半百的清华大学电子工程系教授手扶门框,虚弱地说:“我心脏不舒服,不舒服。”
原来,白天的争论太过激烈,何芸的情绪亢奋难平。回到房间不一会儿,便感觉心口发堵,于是赶紧挣扎着,敲响了赵海英的房门。不一会儿,救护车疾驰而来。载着何芸疾驰而去。由于救护及时,何芸有惊无险。
经过艰难的工作,第一代AVS标准的初步架构已然成型。然而,接下来的问题,却又猝然出现。
制定标准的目的,绝不仅仅是一个纸面上的规则,而是希望促进中国音视频产业的发展。
最初参与标准制定的,大都是科研院所和各大高校的教授和研究生。他们精研技术,但对产业推广毫无准备,与企业界就没有交流。
张伟民,1971年1月生,吉林省松原市人,本科就读哈尔滨工业大学计算机软件专业,后考入清华大学攻读硕士,毕业后留京工作,时任清华万博网络技术有限公司副总裁。
从标准走向产业,必须要经过现实性能的考验,证明自身性能绝不只是停留在纸面上。只有通过第三方严格测试,才可能被厂商接纳,进入产业化、商业化推广阶段。当时,国内从事这方面专业测试的权威机构只有两个,一个是工业与信息化部电子第三研究所(三所),另外一个则是国家广播电视总局广播电视科学研究院(广科院)。
正常情况下,测试必须要有相关设备。但作为新生儿的AVS标准,当时就没有设备生产商,编码器、解码器等一无所有。
只能在计算机上搭建平台,安装软件来模仿设备对视频进行编码和解码。这在当时被叫做软编码和软解码。
设备关虽然勉强解决,但问题仍旧多多。工信部三所说:“我们没相关的测试素材,你们自己想办法。”
所谓素材,是指高清的原始视频。这些视频必须充足清晰,才可以通过压缩,对比测试。
没办法,张伟民只能四处联系。多次碰壁后,最后还是黄铁军找到了电影所的朋友,对方答应可以截取一些高清的电影胶片,转录为数字高清素材。
音视频标准的性能测试有着严格流程。通常情况下,测试者要先来到一个小房间里。房间内设备全是专用,屏幕的摆放角度、距离,座椅的位置和高度等等,都有规定。
进行一次测试,一般会请来15至30位“考官”。此外,测试人员的构成也有讲究。其中有专家,也有非专业技术人员。专家从专业角度审视标准的压缩水平,但非专业人士的第一观感同样很重要——他们代表着观众,需要凭借自己的第一印象估测整体效果。
测试开始后,测试者端坐在屏幕前,一段段地观看处理好的视频,凭借自己的专业经验或者第一感受,评判不同视频质量的优劣。一轮完整的测试差不多需要半个月。
对比测试后,初出茅庐的AVS标准丝毫不落下风。从算法的性能来看,已能比肩当时国外同类的视频标准。
为了加快AVS标准的转化速度,必须尽早召开专家评审会,将测试成果确认下来。
2004年12月29日,翠宫饭店,全国信息技术标准化技术委员会组织评审,并通过了AVS标准视频草案。
AVS标准的初步完成,是中国人制定掌握自主知识产权的音视频编解码技术标准迈出的第一步。它力图平衡标准公权和专利私权,更是中国人开始改变国际专利规则的重要尝试!
经过几年努力,仅仅在某些地方的广电系统零敲碎打地取得了一些成果,并未深入核心部门。
的确,从国家广电部门的角度来看,相对于自主知识产权,他们最为关心的还是这一套标准的运作情况。没有成型的产品,只有纸面上的标准,怎么推行?
而对于AVS工作组来说,广电部门的态度,让他们炽热的心一下子遇冷。我们好不容易开发出来的标准,你们不采用,我们怎么去推广? 广大厂商怎会是为一个没有官方认证的产品做生产呢? 只有你们采用标准,我们才可以策动各方生产产品,然后投入应用。
都有自己的理由,又都符合实际。这,似乎形成了一个“鸡生蛋,蛋生鸡”的逻辑闭环。
必须要迈出破局的第一步:先做出产品,再去推广。成型产品的第一步,便是芯片。
芯片是一个产品的“大脑”。纸面上的所有标准,都一定要通过这个小小芯片才能具体实现。
高文几经周折,找到了美国留学和工作归来的芯片专家解晓东。在他的多次邀请下,解晓东决定合作。
2005年3月2日,第一张AVS芯片——AVS101高清解码芯片,诞生于联合信源数字音视频技术有限公司。不久,通过官方鉴定。
2006年2月,国家标准化管理委员会颁布《信息技术先进音视频编码 第2部分:视频》(国家标准号GB/T20090.2-2006),并明确从2006年3月1日正式实施。
即便如此,其产业推广和应用速度还是难如人意。整套标准还是没有正真获得产业面的真正认可。
高文力图说服国家有关部门,也联系了众多生产企业,但他的一腔热情总像撞上了棉花包。
原来,国家广电部门发布了新的音视频执行标准。这套标准,将会作为未来执行和采用的方向。
这也就从另一方面代表着,尽管做出了种种努力,但此时的国家广电部门,还是没有接纳AVS标准。
长期处于苦恼中的何芸,一股怒火“腾”地冒了出来。她扔下报纸,拨通了高文的电话。
她说,我们写一封信吧! 把我们的经历和诉求,全都写出来。哪怕没有结果,这也是我们的态度。
放下电话,何芸拿起笔来,将AVS工作组的努力过程和现实窘境,以及中国音视频在国际上的困局和出路等等,都写了出来。
握着手中的笔,几年来林林总总的一切,如走马灯一般在眼前翻过:整夜不眠的煎熬,技术问题的艰难攻关,天下第一城彻夜的风雪,军都山一片黑暗中的亮光,深夜里救护车的紧急呼啸……
在信的结尾,她郑重署名:清华大学一教授:何芸。高文看过这封信,也是激动不已。
最后,几位核心成员,都同意署名。信虽然写得洋洋洒洒,但是寄给谁呢?给媒体吗?
何芸想,反正北京地区都是“1”开头。于是,她顺手在邮政编码后边的格子里,全都填满了“0”。
何芸并没有意识到电话的特殊性:“是的,我是何芸。”然而,对方接下来的话语,却立刻让她从椅子上弹了起来。
对方说:“来信我们已收到了,总理已经请广电总局来协调这件事情,很快就会给回复。”
几天后,国家广电总局的电话就打到了清华大学办公室,希望与何芸教授直接面谈。
长远来看,这套中国标准一方面应覆盖国内所有电视台,让播送信号按照AVS编码标准输出。另一方面,这套标准还应覆盖所有终端设备,保证每一台设备都有能力解析。这项宏伟的应用推广计划目标广、覆盖范围大,不仅涉及技术标准制定层面,更扩展到了中国广播电视部门以及国内数量庞大的设备生产商。其工作量之巨,难度之大,可想而知。
自从2002年DVD专利费风波之后,AVS标准的发展始终得到国家信息产业部的大力支持。
信息产业部一方面通过积极的产业政策,鼓励我国企业加大投入研发AVS相关这类的产品设备,并以电子发展基金等方式予以产业化研发经费支持;另一方面,面向市场,构建较完备的AVS产业链,打造AVS生态。
为了让电视台和运营商们愿意采用新标准,张伟民四处奔波,大讲新标准的好处,“我们AVS标准的压缩效率高,原来你们可以播放一套节目,效率提高之后,便可以播放两套节目,这不就是两套广告了吗?”
日复一日,年复一年,一些运营商、终端设备厂商逐渐开始接纳AVS标准。他们在自己的产品网络中加入了AVS标准,使慢慢的变多的电信网络和终端设备开始具备了传输、解析AVS信号的能力。
2008年,广东番禺和上海东方明珠,先后采用AVS标准做信号播送,支持各种应用AVS标准的终端设备。
经过几年努力,AVS标准在国际上逐渐推广到古巴、斯里兰卡、吉尔吉斯斯坦、老挝等国家,初步实现了“中国标准”出口海外、在海外市场与“洋标准”一争高下的局面。
即便如此,在更宏观的层面上,AVS标准的艰难现状仍未得到根本扭转。到2011年底,AVS标准的产业化和应用推广总体来说,仍然进展缓慢。
如果中央电视台接纳AVS标准,则意味着需要采用执行AVS编码标准的编码器等一系列相关设备。
更为重要的是,中央电视台对设备稳定性要求极高,节目昼夜轮转,电子设备夜以继日,连轴不歇。在特别重大场合,播出质量更是容不得丝毫差池。
AVS纸面上的技术标准,虽已与世界一流水平不分伯仲,然而它的最严重的问题却不容忽视——产业是空白的,标准是新生的。没时间的考验,难言经验成熟,更遑论完善与稳定。
但是,对于中央电视台来说,尽管AVS标准在应用层面尚不成熟,但它毕竟是中国人自己的标准。
2002年初,颠覆整个DVD产业的专利“杀猪”事件,触动了丁文华的神经。
丁文华,毕业于北京广播学院(现中国传媒大学)电视工程专业,而后进入中央电视台播送部工作,先后担任科员、副科长、科长、副主任、主任,1996年被评聘为教授级高级工程师。2000年,担任中央电视台总工程师。
AVS工作组成立之后,为引起举国上下对音视频专利标准的重视,秘书长黄铁军不断在媒体上宣传:中国一定要开发自己的音视频标准,如果中国还在接着使用外国标准,就等于把自己的命门交在外国人手里,一旦又出现专利“杀猪”事件,不堪设想。
可以说,两人对于专利问题有着高度认同,对于技术标准受制于人的现状,更是极有共鸣。
在丁文华看来,当时的AVS标准虽然代表了国内最领先水平,但与国际最先进标准相比,优势并不明显。而从实用角度看,这项技术标准从理论成熟到产品成熟,还有着不小距离。
因此,让中央电视台放弃目前已经很成熟的技术标准、设备产品,转而应用这一套尚在襁褓之中的新标准,并不现实。
这一年,为了迎接2008年北京奥运会,中央电视台正式筹备开播高清频道,在播出上实现高清数字化。这再次涉及到音视频标准的选择问题。
其实,对于中央电视台来说,选择已有的外国标准,是一个安全、稳妥、省力的决定。无论是上级主管部门,还是央视内部,大都倾向于此。
AVS标准的命运,可以说迎来了一个最危险时刻。一旦选择外方,将会错失历史机遇。
或许是AVS工作组持之以恒的努力发挥了作用,在这个关键时刻,丁文华再一次联系了高文。
距离上次见面,又是几年过去了,虽然AVS标准已经有了长足进步,但谨慎起见,丁文华还是决定把相关设备运到中央电视台,再次现场测试。AVS标准纸面上的性能固然可靠,但他更需要一个稳定运行的成熟产品。芯片、电源、线路板等等,任何一个细小环节,都可能会带来严重事故。尤其是中央电视台,任何事故都是政治问题。
设备摆开之后,接口部分竟然无法通畅。勉强接通之后,不知哪里又出了问题,屏幕上的图像仿佛醉汉,摇摇晃晃。场面,尴尴尬尬。
丁文华原本趋向坚定的意志,也变得摇摇晃晃。于是,他的目光又转向了国外标准。
外方谈判人员极富经验:“丁先生,请问你们是代表中央电视台,还是中国呢?”
如果丁文华仅仅代表中央电视台,那么价格好商量,还可以免费。但是,这只能针对中央电视台,中国广电系统众多其他的使用者,则不在其内。显然,外方希望从中获取更大利益。而其中利润,海量海量。
丁文华找到从加拿大回国的工程师曾志华,希望全面评估一下AVS标准的升级可能性。
曾志华认真研究之后,慎重指出:“基于现在的状况,这个标准还是达不到H.264的水平。其中最为关键的一点,这里面没有高效率的熵编码算法。”
问题找到了,接下来怎么办呢? 究竟是采用成熟的外方标准,还是采用国产的自主标准? 思前想后,丁文华最终下定决心:加强AVS的熵编码算法,替代外方标准!
这对担负国家利益和政治风险的知识分子,经过反复权衡,终于达成了共同意向。
的确,世界正在全方面进入数字化时代。音视频领域,正是最直接、最鲜明的体现,而中国在这方面,更需要追赶和超越啊。
2010年,正是得益于“音视频编解码理论、标准及应用的突出成就”,高文被授予中国计算机学会“王选奖”。
工作组在国家工信部和国家广电总局的全力支持下,以高文院士和丁文华总工为技术带头人,组织全国科研院所、芯片及设备企业、电视台、广电网络公司等产、学、研、用各方力量,针对AVS标准推广过程中遇到的重重困境,共同开展联合攻关,共同推进。
2012年3月,AVS标准的演进技术标准(简称AVS+)发布。这套加入了熵编码的新一代AVS+标准,已达到国际一流水平。这套标准以高清电视应用为突破点,充分的利用我国数字电视由标清向高清加快速度进行发展的重要机遇期,堂堂正正地开始了大规模的产业化推广。
2012年末的一天,一只包裹严密的木箱,从广州运到北京,进入中央电视台机房。
拆开包装后,中央广播电视总台技术局科长潘晓菲眼看着生产厂商的工程师们,小心翼翼地搬出了全球第一台即将正式上线的AVS编码器。
设备入位,开始测试。然而,测试还没有开始,就出了问题——机器接上电居然毫无反应。
工程师们挠头唏嘘,围着机器左转右转,随后搬起来,晃一晃。伴随着轻微的声响,一位工程师说出了一句令潘晓菲哭笑不得的话:“运输有些颠簸,里面好像有个东西松掉了。”工程师当着大家的面,拆开了编码器。
问题,还不止这一处。细心的丁文华总工程师毕竟见多识广,追问道:“先别说性能怎么样,机器运行起来之后,怎么散热呢?”工程师有点儿犹豫,想了想,指着里面的小风扇说:“运行起来,是前面进风,侧面出风吧。”一边说,一边比画了一下。
丁总工停顿一下,指着他比画的地方继续追问道:“前面风扇把风引进来,怎么从侧面出去?”
这番发问,让这几位工程师愣住了。丁总工有点儿无奈:“看看人家爱立信吧。”他马上找来一台爱立信编码器,拆开。爱立信里面,有一条塑料绝缘的导流带。气流被风扇从正面引进之后,在导流带的引导下,顺畅地从机器内部穿过,从侧面出风口流出。
丁总工说:“你们要学学人家的设计,有导流带,有进有出,这才是一个完整的过程。”
他们买来了材料,蹲在机房里,比照着爱立信设备,一边看一边剪,然后用胶水粘贴……
按照设计,编码器只要稍有异常,就会立刻倒换线路,报警声即刻响起。果然,上线后,系统告警的声音像防空警报一样,连绵不断,“呜呜”的声音,几乎响彻整夜。
有一次,制造商的一位技术负责人在现场值夜班。第二天早晨见到潘晓菲,捂着胸口说:“警报声音太响了,在这里待久了,要得心脏病的。”报警器一响,潘晓菲就像炸毛一样。那种巨大的压力,让她时时陷入焦虑。
为了保证播出稳定,机房里的编码器必须安排主备两套系统。一套正常运作,另一套随时待命。
一般来说,两套设备有备无患,同时出故障的概率极低,完全能长期保障24小时不停播。然而有一次,主备编码器居然同时出现了故障,险些酿成大祸。
这个计数器用以检测信号变动。正常的情况下,随着机器重启,计数器都会默认归零。但是中央电视台的节目运作情况极为特殊,设备全天24小时无休。而这个计数器达到最大值后,不能重新归零,而是直接卡住,直接宕机。
更为凑巧的是,两台编码器几乎是同一天开播,同时间计数。这也就从另一方面代表着它们的计数器会在一个几乎相同的时间共同达到最大值。
怎么办呢? 潘晓菲赶紧联系设备生产厂商检修。但是,无奈的是,设备内部的接口板来自他处,各种各样的计数器潜藏各处,根本无处找寻,更无法统一记录。
为了解决这一个意想不到的问题,潘晓菲采取了两方面措施。一方面做实验,让一个设备在机房里不停运行,直到瘫痪。另一方面,主备系统开机运行时间要严格记录。
这件事情,更让潘晓菲意识到实验室数据仅仅是理想效果,但在实际使用中,很多问题都难以预料。为了最大限度地减少问题,最好的办法是向成熟产品学习。
有一次,潘晓菲发现一个问题:当编码器有效码率不足的时候,AVS设备输出的图像比较模糊,而之前采用的爱立信产品,在同样状况下没有变化。经过细细研究,她发现当码率不足的时候,爱立信编码器的图像将有限的资源分配在画面中央。因为按照人们默认的观看习惯,视线一般会集中在这里,周边则往往忽略。
所以,当码率不足的时候,只要有限保证画面中间的清晰度,就会带来更好的观看体验。
然而,长期以来,中国在这方面的自主创新,极为缺乏,整个产业几乎是一片空白。
AVS产业化,涉及芯片、软件、产品设备和端到端系统等多个关键环节。它们之间既相互独立又相互依存,是一个复杂的系统工程。而对于当时与国际先进企业尚有不小差距的中国企业而言,难度极高、挑战极大。
AVS标准的应用推广,虽然面临诸多困难,但在艰难跋涉中,也逐渐显露出灿烂光芒。
比如,长期以来中央电视台采用的是爱立信编码器。在使用的过程中,央视曾多次提出建议,希望可以给予一些针对性改进。但是,外方厂家往往只有少数耐心,有些能够改进,更多的则由于文化背景不同或使用习惯不同,他们难以认同。
动力系统维护时,电流变动不可避免地产生大量的串扰信号,对视频信号产生干扰。
在频繁的干扰之下,视频信号会出现微弱的偏移,这些偏移会被敏感的编码器检测到。于是,在这一天的监控屏幕上,信号就会“噼里啪啦”地倒下一大片。这个微弱的偏移,直接影响了编码器的输出。
这个问题虽小,但是带来的体验却影响很大。“噼里啪啦”不断倒下的信号,引发了编码器频繁报警,同时也会屡屡倒换输出路径,给正常工作带来干扰。因此,动力系统每一次来维护,对于在屏幕前监控信号的工作人员来说,都是一场煎熬。
事实上,由于这种偏移时间很短,不会对信号输出产生实质性影响,编码器只要记录一下即可。
然而,面对这个并不复杂的问题,爱立信工程师却显得很不耐烦:信号偏了就是偏了,偏了就报警,这个逻辑没有丝毫问题啊……
而换用AVS标准编码器之后,潘晓菲抱着试试看的心态,再一次提出了这样的一个问题。让她倍感惊讶的是国产设备厂商对这个小问题展现了极大的配合性。
经过反复试验,他们在设备中加装了一个计数器。只有信号短暂偏移达到少数以后,计数器才认定编码器确实出了问题,随后再进行报警。这样一来,正常的情况下,如果在合理范围内,短暂的偏移也就不会频繁触发报警。
那一天,工作人员推着一辆小推车。推车上放置的就是将要来测试的最新编码器。看到这辆小车的第一眼,潘晓菲震惊了。这与其说是一台机器,不如说是“一团”设备。各种线缆、缓存、CPU等部件,全都粗粗糙糙地堆在一起,毛毛茸茸地团在一起,恰似一大盆没有来得及修剪的盆栽。
因为这一代系统标准的清晰度得到了较大提升,计算量大幅度提升,配件也更复杂。所以,这台车上堆着一个巨型的盘阵。各种各样的电子器件,堆在一起,蓬蓬勃勃,极像一根发芽的庞大树桩。
这一次,潘晓菲见到的已经不是毛毛茸茸、粗粗拉拉的枝杈了。各种线缆、电路板都已经巧妙地设计在了机壳之内。各种接口一应俱全,可以直接推入机房,置入机柜之中。
2013年3月18日,中央电视台采用AVS+标准的节目,成功通过卫星进行传输播出。
2014年3月,工业与信息化部与国家新闻出版广电总局联合发布《广播电视先进视频编解码(AVS+)技术应用实施指南》。《指南》按照“快速推进、平稳过渡、增量优先、兼顾存量”的原则,明确了分类、分步骤推进AVS+在卫星、有线、地面数字电视及互联网电视和IPTV等领域应用的时间表。
2014年10月,中央电视台第二次招标,按计划完成了AVS+卫星高清的全部转换工作。
2014年11月,财政部批复《中央广播电视节目无线个发射台站进行数字化改造和全覆盖……
20世纪末,欧洲的移动通信技术独步天下。诺基亚、爱立信、飞利浦等公司声名赫赫,如日中天。
正因如此,爱立信、飞利浦等公司在音视频领域才有底气向全世界索要巨额专利费,甚至不惜对中国“痛下杀手”。
然而,进入21世纪后,美国后来居上。欧洲企业原有的“领地”被不断侵蚀。在危机之中,欧洲逐渐改变了对中国的态度。他们渐渐认识到,与中国合作极为必要。
DVB组织(国际数字视频广播组织)是一个发起于欧洲的世界性组织,其制定的数字广播(卫星、有线、地面和宽带网络)技术标准,在全世界的应用最为广泛。目前,全世界已有25个国家和150多个组织加入DVB体系。
近年来,由于MPEG系列标准在专利上大开其口,导致这一系列标准的推广大为受阻,这也影响到了DVB标准的推广。
从2020年5月起,DVB开展下一代编解码规范工作。2021年7月,中国AVS3成为DVB认可的3个候选编解码规范之一。
2022年7月,DVB正式公开宣布,其指导委员会会议正式批准:来自中国的AVS3成为全世界下一代超高清视频编码标准之一。
2023年1月21日晚,除夕。深圳处处青翠,香暖宜人。在福田区最繁华处的一个广场上,大屏幕在广阔的草坪前高高耸立。
当晚,春节联欢晚会的超高清信号在北京编码压缩后,直接通过光纤,以每秒30万公里的速度直奔深圳,直抵大屏下的机房。
机房内的解码器将8K信号还原。211平方米的大屏幕,瞬间便五彩缤纷,欢声笑语。
微风轻抚,屏幕前,碧绿的地毯上坐满了欢乐的市民。此时,在位于深圳大鹏湾的鹏程实验室内,高文院士结束了当天的工作。
他关掉办公室的门窗,走下办公楼,上车回家。除夕之夜,正是难得的休息时间。
在这个特殊的时刻,他要去亲眼看看那一块无数人为之奋斗了20年的8K大屏。
20年前,中国的高清音视频产业一穷二白。而今,中国自己的8K技术已成熟,超高清屏幕领跑全球。
大屏幕前,亮光映出了一张张震撼的脸。丰盈的色彩、立体的细节,像海浪,似春风,若花香,扑面而来。这种独特的视听体验,完全是前所未有的感受。
没有人知道,这位中国音视频标准的总设计师此时正坐在车内,静静地观看着这一块凝结了他大半生心血的大屏幕。
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