中国专业学位案例中心第二批工程案例项目《EE forAI:面向人工智能的高效低成本软硬件协同信息系统自主研发案例》(编号:GC-2510335009)正式结项，案例中包含，基于AVS标准的《智能视觉媒体编码技术与标准:从跟跑到领跑》（作者：虞露,廖依伊,张家琪,张园,张伟民,潘存斌,陈红胜）。

以下为节选部分内容：

视频编码作为现代数字技术的核心基础，在媒体通信、智能安防、数字文明升级等方面具有战略地位，是人工智能（AI）技术、元宇宙与数字孪生、低空经济与卫星通信、绿色数字经济等新质生产力的核心驱动之一。在新一代信息技术的发展过程中，视觉媒体形态历经革命性演进。从高清视频到超高清视频，从平面视频到提供深度的立体视频再到可交互的高自由度体积视频，每一次跃迁带来的数据洪流对存储、传输和算力均提出新的挑战。AI技术向视频编码的渗透引领了新一代视频编码的智能化发展，推动探索更高效的视频编码算法以及更低功耗的硬件技术。将传统编码框架逐步改换为智能化编解码，对视频内容进行高效、精准的编码，提升视频传输的质量和效率，满足智能交通、远程医疗等数字化场景对视频分辨率的不断提高和传输需求的不断增长。

视频编码不仅是数字时代的“压缩引擎”，更是国家数字主权与竞争力的体现。作为数字广播电视、互联网流媒体和浏览器、安防监控、视频会议等应用中的软件、芯片、设备、系统需广泛遵循的重要共性技术标准，视频编码在国际标准化实践中竞争异常激烈。从20世纪80年代起，国际电信联盟（ITU）和国际标准化组织与国际电工委员会下设的动态图像专家组（MPEG）合作推出了AVC/HEVC/VVC等多个联合标准。但视频编码当时是中国信息产业的卡脖子领域，因国际标准的技术专利壁垒，我国每年需向国外公司支付数十亿元专利费，严重阻碍了国产通信和消费电子设备及服务的发展。在核心技术受制于人的困境下，2002年国家成立数字音视频编解码技术标准工作组（AVS）、2005年成立了AVS产业联盟，构建算法创新、芯片设计和系统实现的视频编码技术标准和体系，成功突破视频编码传统混合框架下“预测-变换-量化-熵编码”四大核心模块的专利封锁。自主AVS标准的产业化使得专利授权成本降低90%，助力华为海思、海康和大华等企业占据全球安防市场60%份额。自2022年起，中央广播电视总台的超高清频道应用了AVS第三代标准（AVS3），并在北京冬奥会、巴黎奥运会、杭州亚运会、欧洲杯等相关体育赛事中实现直播视点。同年，AVS3被正式纳入全球领先的国际联盟组织DVB标准核心规范，2023年两项AVS3标准被成功纳入欧洲电信标准化协会（ETSI），标志着中国自主知识产权的音视频编解码标准从跟跑到并跑的转变。

从组织设立到技术研究，再到产业推广，AVS实现了从理论思想落为标准文件、从实验室走进工厂、从国内跨到国外的一次次技术升级和产业落地。这离不开AVS团队所具有的国际视野、家国情怀，以及团队的研究、协作和执行能力。中国工程院高文院士作为AVS工作组组长，以坚持自主创新的决心和信心，总体筹划并指导了AVS技术研发、标准研制、产业落地和国际推广路线规划和实施。黄铁军作为AVS工作组秘书长，在破解专利池建立的繁杂情况、纾解产业化落地困难等方面发挥了关键作用。张伟民作为AVS产业联盟秘书长，重点推动AVS标准的产业化应用，组织实施标准制定与测试，推动政府部门和设备厂商采用标准等，为建立产业化渠道，打通政产研用各环节提供了关键、重大支撑。

图 视频编解码标准的发展历程

视频压缩标准能达到的性能越来越高，但实现压缩所用的算法也越来越复杂，以至于基于通用处理器平台的视频编码算法很难达到高性能与实时性的要求。因此视频编码器的专用集成电路设计具有极高的市场需求。海思推出解码芯片Hi3796CV300，该芯片集成NPU加速的智能编码模块，支持AVS3标准下8K/120P实时编码，在相同画质下功耗较通用GPU方案降低50%。

整体上看，AVS带动我国音视频实现了技术“从0到1”的原始创新突破，产业从点到面的链式演进，应用从国内到国际的强势突围，地位从跟跑到领跑的跨越式升级，形成了“技术标准-芯片终端-系统应用”的完整产业链。AVS在市场层面，为企业节省大量专利费，为用户带来更优质的视听体验；在技术层面，突破技术壁垒，实现技术创新，跻身国际先进行列；在生态层面，为音视频产业健康发展筑牢安全保障，为产业繁荣发展强根固基；在战略层面，成功开辟了专利丛林中的自主创新之路，为我国技术与标准创新探索了可借鉴的发展之道。

作为我国自主音视频技术标准体系的里程碑，AVS3标准在中央广播电视总台的规模化应用，不仅实现了超高清产业的技术突围，更通过国际大型赛事的实践验证，推动中国标准从本土走向全球。自2022年北京冬奥会首次实现AVS3标准的8K超高清直播以来，央视已构建起覆盖“采编播存传”全链路的国产化技术体系，其编码效率较国际主流标准提升30%以上，传输带宽占用率降低40%，为超高清广播的产业化奠定了技术基础。

图   2022年北京冬奥会首次实现AVS3标准的8K超高清直播

在技术路径上，AVS3的应用体现了多维创新。例如，2024年巴黎奥运会期间，央视联合AVS产业联盟及鹏城实验室等机构，推出融合AVS3-P2视频、AVS3-P3音频及AVS-SMT智能媒体传输技术的综合解决方案，首次通过DVB-I（下一代互联网电视技术）实现互联网电视直播。这一试点覆盖电视、机顶盒、移动终端等六大类设备，验证了多终端同步互动、音视频异构传输等技术的可行性，标志着传统广播向IP化、交互式直播的转型。此外，三维菁彩声（Audio Vivid）技术的应用，使得观众可通过“云听”客户端体验沉浸式声场，进一步提升了超高清内容的表现力。

图  央视8K超高清

央视AVS3标准的产业化效应显著。2022年北京冬奥会期间，通过“百城千屏”项目，全国120余座城市的户外大屏实现8K超高清同步直播，毫秒级时延的赛事转播覆盖23个省份，带动了国产芯片、终端设备的规模化应。至2024年巴黎奥运会，AVS3技术进一步升级，中国移动咪咕公司推出的“AVS3多路直播”专区，使直播并发性能提升50%，支撑了超高清信号的实时编码与移动端原画级播放。据统计，仅央视超高清频道的常态化运营，每年即可为国家节省超10亿元专利授权费用，同时推动海思半导体、当虹科技等产业链企业实现关键技术出口，形成覆盖芯片、终端、内容制作的全生态闭环。

国际标准化突破是AVS3应用的另一亮点。2022年，AVS3被纳入国际数字视频广播组织（DVB）核心规范，2023年两项标准被欧洲电信标准化协会（ETSI）采纳，标志着中国首次主导超高清音视频国际规则制定。巴黎奥运会期间，AVS3全系列标准（视频、音频、传输系统）的全球首次大规模应用，不仅支撑了赛事转播，更为DVB-I等国际技术框架提供了中国方案，推动国产标准与5G、8K产业的深度融合。

从技术演进看，AVS标准在央视的应用经历了三个阶段：2018年AVS2标准支撑CCTV 4K频道开播，2021年AVS3首次试用于春晚8K直播，至2024年已实现从卫星广播到互联网电视的全场景覆盖。这一历程不仅展现了我国音视频技术从“跟跑”到“领跑”的跨越，更通过央视这一国家级媒体平台，为全球超高清产业提供了可复制的技术范式。

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