漫談中國數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的誕生

陶顯芳

2011-7-8

一、中國數(shù)字電視的元年

6月20日，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會網(wǎng)站上正式發(fā)布了《地面數(shù)字電視終端接收機(器)通用規(guī)范》(下簡稱《國家標(biāo)準(zhǔn)》)?！秶覙?biāo)準(zhǔn)》從2011年11月1 日正式實施，要求在我國生產(chǎn)和銷售的所有數(shù)字電視機都必須具備地面數(shù)字電視接收功能。其中，我國自主研發(fā)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)AVS和音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)DRA在 2012年11月1日后必須強制配置，國際上現(xiàn)行視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2和音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)杜比數(shù)字+列為可選。

這次《國家標(biāo)準(zhǔn)》正式發(fā)布，預(yù)示著，2011年將是中國數(shù)字電視發(fā)展的元年，中國的數(shù)字電視行業(yè)將進入一個有序發(fā)展的快車道；同時也表明，以前在中國市場上出現(xiàn)的數(shù)字電視都不是真正意義上的“中國數(shù)字電視”，或者用一句比較通俗的話來說，我們以前使用的數(shù)字電視都是屬于山寨產(chǎn)品，因為，它不符合《國家標(biāo)準(zhǔn)》。

大家都知道，數(shù)字電視的關(guān)鍵技術(shù)是圖像信號壓縮編碼技術(shù)和圖像內(nèi)容存儲技術(shù)以及信道的傳輸技術(shù)，這些技術(shù)均需要大規(guī)模集成電路技術(shù)來支持，這是中國發(fā)展數(shù)字電視技術(shù)的軟肋，直到現(xiàn)在，這個大規(guī)模集成電路技術(shù)在中國還不能完全靠自力更生來解決。不過，隨著全球經(jīng)濟一體化進程的加快，這個關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)不是無法跨越的門檻問題。

雖然，在美國從事集成電路設(shè)計的大部分人都是印度人和中國人，但集成電路設(shè)計的后臺處理技術(shù)還牢牢地掌控在別人手中，所以，有人很風(fēng)趣地說，IC（集成電路）就是印度+中國，即I+C。但這頂帽子戴在中國人頭上，其實并不十分光彩。因為，在美國從事IC設(shè)計的人，他的工作連醫(yī)生也可以做。

現(xiàn)在，中國在數(shù)字彩電制造技術(shù)方面，已經(jīng)有很強的實力。雖然大多數(shù)中國的彩電企業(yè)還不能制造數(shù)字電視中的關(guān)鍵IC，但他們與國外的IC企業(yè)進行技術(shù)合作已經(jīng)有很多年歷史，如臺灣的MStar，美國的泰鼎（Trident）、卓然（ZORAN）、博通(Broadcom)、SigmaDesign、GENESIS、德州儀器（TI）、歐洲的恩智浦(NXP)和意法半導(dǎo)體(ST) 、日本的東芝和富士通等。

中國彩電行業(yè)生產(chǎn)的各種制式的數(shù)字電視產(chǎn)品，每年大約有一半需要出口，如果要他們改為生產(chǎn)“中國數(shù)字電視”，對于他們來說，缺失的主要就是一個《國家標(biāo)準(zhǔn)》，其它條件基本什么都不缺。

因此，我們有信心到2015年的時候，中國將能按時完成模擬電視到數(shù)字電視的過渡。屆時，中國也將和美國一樣進入一個嶄新的數(shù)字電視時代。這樣，在數(shù)字電視技術(shù)應(yīng)用方面，中國與美國相比只相當(dāng)于落后了6年。這是一個值得中國人慶幸的事情，如果中國的數(shù)字電視技術(shù)研發(fā)起步太早，未必就是一件好事情。因為，時機過早，數(shù)字電視技術(shù)還不成熟，研制費用反而會大幅增加，并且還要向別人繳納一筆昂貴的專利費。

人們是否還記得，早在2003年，廣電部的一位領(lǐng)導(dǎo)手中拿著一個機頂盒，然后把插頭往模擬電視機的AV接口一插，就向世人宣布：中國數(shù)字電視的元年現(xiàn)在正式開始了。隨后，中國的數(shù)字電視就開始進入了一個以數(shù)字機頂盒為配套工程的整體平移時代，此事干得比今天的拆.遷工程還要爽快。這樣的數(shù)字電視工程其實并沒有給老百姓帶來好處，只是僅僅使老百姓明白——數(shù)字電視就是收費電視，讓老百姓對數(shù)字電視產(chǎn)生反感！這次《國家標(biāo)準(zhǔn)》的正式發(fā)布，我想，那些以數(shù)字機頂盒為配套的數(shù)字電視工程項目，又得來一次更新運動了。

二、數(shù)字電視的起源

電視技術(shù)經(jīng)過70多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)開始由模擬電視時代進入了數(shù)字電視時代。今天，數(shù)字電視已經(jīng)在美國開始普及，我國也將準(zhǔn)備于2015年完成模擬電視到數(shù)字電視的過渡，到時，中國也將和美國一樣進入一個嶄新的數(shù)字電視時代。

電視技術(shù)之所以從模擬電視發(fā)展成為數(shù)字電視，這完全得益于電腦技術(shù)的高速發(fā)展。在電腦還沒有誕生之前，模擬電視技術(shù)就已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，所以在PC機誕生前長長的50多年里，世界上的三大電視制式NTSC、PAL、SECAM在技術(shù)方面基本上都沒有很大的改變。

但是，自從PC機誕生以后，數(shù)字電子技術(shù)就開始向電視技術(shù)滲透，首先是采用微電腦對電視節(jié)目進行自動存臺和選臺，隨后是遙控操作電視機的各種控制功能，使電視機接收節(jié)目數(shù)量由原來的12個一下子增加到100多個。其后是把模擬視頻信號通過數(shù)字處理，利用插值的方法提高圖像清晰度，再其后就是采用幀存儲器把隔行掃描圖像信號轉(zhuǎn)換成逐行掃描圖像信號，并且還增加了很多圖像處理功能，比如，畫中畫、圖像縮放等。

隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，對數(shù)字電視信號進行壓縮處理的技術(shù)也在十幾年前就實現(xiàn)了。所謂圖像信號壓縮，就是利用軟硬件技術(shù)，把一幅圖像或多幅圖像中的像素點內(nèi)容進行相關(guān)技術(shù)處理，內(nèi)容相關(guān)的少傳送，內(nèi)容不相關(guān)的多傳送。它把數(shù)字電視信號的碼率由原來的幾千兆（比特/秒）壓縮到只有幾兆，相當(dāng)于壓縮了上千倍，這樣才使數(shù)字電視廣播成為可能，否則，幾千兆比特/秒的碼率信號在什么設(shè)備中都無法進行存儲和傳送。

MPEG-2和AVS都是圖像壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而AVS是一個由中國“數(shù)字音視頻編解技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組”于2004年初正式發(fā)布的擁有我國知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字音視頻編解技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

實際上數(shù)字電視廣播主要是在信號的傳輸過程中采用了數(shù)字信號處理技術(shù)，而在兩端，即信號的輸入和輸出端還是模擬電視信號，在信號輸入的最前端是模擬離散信號（經(jīng)量化編碼后成為數(shù)字信號），在信號輸出的終端是模擬連續(xù)信號（模擬顯示器）或模擬離散信號（數(shù)字顯示器）。但采用數(shù)字處理技術(shù)之后，通過對圖像信號進行壓縮，可以節(jié)省信號傳輸通道的頻率帶寬，使原來一個電視頻道只能傳送一路模擬電視信號，經(jīng)過數(shù)字處理之后，一個頻道就可以同時傳送三路以上的數(shù)字電視信號，或一路數(shù)字高清電視信號。

數(shù)字電視信號還有一個優(yōu)點，就是其數(shù)據(jù)格式很容易與電腦的數(shù)據(jù)格式兼容，因此用電腦也可以播放和存儲數(shù)字電視節(jié)目內(nèi)容，即電視節(jié)目內(nèi)容可以存儲于硬盤和CD盤上，使原來兩個互不相干的技術(shù)領(lǐng)域開始趨于一致。比如，現(xiàn)在的平板電視機，既可以用來作為電視圖像顯示器，也可以用來作為電腦顯示器。由于數(shù)字電視信號的出現(xiàn)，使昔日尊貴的磁帶錄像機一下子就被趕出了歷史舞臺。

早在20多年前，國外的很多企業(yè)就已經(jīng)開始投下大量的人力和物力從事數(shù)字電視技術(shù)開發(fā)。電視技術(shù)進入數(shù)字處理時代，最功不可沒的是德國的ITT公司（現(xiàn)在叫MICRONAS）。ITT公司自八十年代推出了世界上第一臺數(shù)字彩色電視機以后，它的IC技術(shù)在數(shù)字彩色解碼和聲音處理方面，一直遙遙領(lǐng)先，它的IC產(chǎn)品從數(shù)碼2000系列開始逐漸形成系列，不斷推動數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展。

但數(shù)字電視的概念直到九十年代，還是停留在對模擬電視信號進行數(shù)字化處理方面，逐行掃描電視把模擬電視信號數(shù)字化的技術(shù)應(yīng)用推到了頂峰，同時也釀造著一場新的數(shù)字電視技術(shù)革命——高清晰度數(shù)字電視的誕生。

最早提出高清晰度電視這個概念的是日本，1984年，日本NHK（日本廣播協(xié)會）宣布了世界上第一個高清晰度研究方案，首先在衛(wèi)星廣播中采用了模擬調(diào)頻技術(shù)的MUSE（多重亞抽樣編碼）系統(tǒng)，基帶8.1MHz，壓縮比為3:1，并于1988年開始了試播。歐洲則推出了HD－MAC制式的模擬數(shù)字混合的高清晰度電視系統(tǒng)，并于1992年通過衛(wèi)星進行了巴賽羅納奧運會的實況轉(zhuǎn)播，基帶為10.125MHz，壓縮比為4:1。

遠(yuǎn)在60年代，日本（國家）廣播公司（NHK）就已經(jīng)開始從事高清晰度電視的研究與開發(fā)工作，到80年代中期，NHK與索尼就已完成了其HDTV生產(chǎn)與衛(wèi)星廣播的全部開發(fā)計劃，并于1986年5月將代表日本高清晰度電視的Hi-Vision系統(tǒng)及MUSE衛(wèi)星傳播制式的整套計劃交給國際電信組織下屬的國際無線電協(xié)商委員會（CCIR）年會討論，試圖將日本的HDTV系統(tǒng)及其衛(wèi)星傳播制式推廣為唯一的世界標(biāo)準(zhǔn)。

日本索尼公司通過美國CBS廣播公司游說了美國政府，并取得了美國政府對日本HDTV國際標(biāo)準(zhǔn)計劃的支持。由于在1986年CCIR會議之前并沒有任何美國或歐洲其他HDTV計劃與日本競爭，支持日本計劃似乎順理成章。

但是事與愿違，日本的HDTV世界標(biāo)準(zhǔn)計劃在CCIR的1986年會議上遭到了西歐各國政府強有力的反對，于是CCIR決定把HDTV世界標(biāo)準(zhǔn)問題的討論推遲到四年之后的下一屆年會，并責(zé)成歐洲共同體于下屆年會即1990年之前拿出自己的計劃來。

對于歐洲共同體來說，80年代初剛剛經(jīng)歷了一場與日本之間的錄相機制式大戰(zhàn)，由飛利浦公司推出的作為歐洲技術(shù)的V2000系統(tǒng)為日本JVC公司推出的廉價VHS系統(tǒng)徹底擊敗，從而開始了歐洲消費類電子工業(yè)迅速日本化的過程。這一經(jīng)典事例帶給歐洲工業(yè)界的創(chuàng)傷和留給歐共體決策者的教訓(xùn)都是深刻的。如果HDTV的世界標(biāo)準(zhǔn)被日本取得，那么整個下一代消費類電子產(chǎn)品市場也就有可能為日本企業(yè)所壟斷，以飛利浦和湯姆遜為先鋒的整個歐洲消費類電子工業(yè)也將不可避免地成為日本企業(yè)的跟隨者，這將是一連串的多米諾骨牌效應(yīng)，令歐洲人不寒而栗。

當(dāng)時，歐共體拒絕接受日本HDTV計劃的表層理由是指責(zé)日本HDTV系統(tǒng)將會使所有的普通彩電過時，因為日本的HDTV傳播制式（MUSE）與任何普通彩色電視的傳播制式（包括NTSC和PAL/SECAM）都不兼容。歐洲人堅持認(rèn)為這是廣大消費者在經(jīng)濟上所不愿接受的。

在CCIR會議之后,荷蘭的飛利浦公司、法國的湯姆遜公司、德國的Bosch公司及英國的Thorn EMI公司聯(lián)合提出了一套歐洲HDTV開發(fā)方案，并報交歐洲尤利卡計劃秘書處申請資助。西歐四家公司所提出的歐洲HDTV計劃與歐洲共同體決策者和尤利卡計劃的管理者一拍即和，于是一個名為HD-MAC的歐洲HDTV系統(tǒng)計劃方案于1986年下半年誕生了，從此便形成了歐洲與日本在新一代電視領(lǐng)域里的對峙與競爭。HD-MAC從一開始便被納入尤利卡計劃，并成為該計劃的第95號研究與開發(fā)項目（簡稱EU95），得到了歐共體及其成員國政府的雙層行政與財政支持。

美國計算機及半導(dǎo)體工業(yè)界在CCIR會議之后加緊了對聯(lián)邦政府的游說活動，他們認(rèn)為，如果美國忽視HDTV將意味著放棄了重新振興美國家用電子工業(yè)的重要機會。雖然當(dāng)時的布什政府拒絕為美國的高清晰度電視研究提供財政支持，但聯(lián)邦通訊委員會（簡稱FCC）最終還是作出決定，同意開發(fā)出一套與日本和歐洲均不兼容的美國自己的HDTV系統(tǒng)，并陸續(xù)對美國HDTV的傳播方式（地面?zhèn)鞑ィ⒅剖剑⊿imulcast，即共時廣播）、頻寬（不能超過6MHz）和競爭限制（允許外國公司參與）等作出了相關(guān)規(guī)定。

這樣，在高清晰度電視的全球競爭中，出現(xiàn)了歐、美、日三大集團競爭的格局。從產(chǎn)品開發(fā)的進度而言，日本走在前面，其模擬制式的Hi-Vision已經(jīng)研制完畢并在在90年代初開始試播。

但是，1990年美國的通用儀器公司（General Instrument, GI）在電視傳播信號的數(shù)字壓縮方面取得了轟動世界的突破，該公司宣布他們的數(shù)字壓縮技術(shù)實現(xiàn)了高清晰度電視廣播頻寬不超過6MHz的目標(biāo)——這預(yù)示著美國全數(shù)字式HDTV電視研究的初步成功，同時也使美國在高清晰度電視技術(shù)上后來者居上，一舉超過了日本和歐洲。

這一技術(shù)的發(fā)展很快就打破了現(xiàn)有的競爭格局，使日本的Hi-Vision和歐洲的HD－MAC兩種系統(tǒng)在未開始決斗之前就被判定沒有發(fā)展前途。1993年初，歐共體委員會最終承認(rèn)了全數(shù)字式電視是未來技術(shù)發(fā)展的方向，1994年6月，歐盟官方正式宣布放棄斥重金支持開發(fā)的HD-MAC而走向全數(shù)字式道路。日本郵政省（MPT）也在遭到國內(nèi)企業(yè)的頑強抵抗后，于1994年夏最后下定了決心支持全數(shù)字式電視的開發(fā)。

至此，高清晰度電視的標(biāo)準(zhǔn)競爭轉(zhuǎn)入了第二階段。由于高清晰度電視的標(biāo)準(zhǔn)肯定是全數(shù)字式，所以高清晰度電視的標(biāo)準(zhǔn)的競爭又?jǐn)U大到數(shù)字電視系統(tǒng)的競爭。目前競爭的兩大標(biāo)準(zhǔn)是歐洲的數(shù)字電視廣播聯(lián)盟（DVB）和美國的先進電視系統(tǒng)聯(lián)盟（ATSC）。前者是在GI取得數(shù)字技術(shù)的革命性突破、昭示高清晰度電視的未來發(fā)展方向后，由歐洲的廣播機構(gòu)于1993年參與設(shè)立，目前它包括了50多個國家230公司和機構(gòu)。

DVB的標(biāo)準(zhǔn)包括衛(wèi)星、地面電視和有線電視的廣播，采用多載波傳輸器（COFDM），兼顧電視轉(zhuǎn)播的可靠性和靈活性，同時在使用頻率方面可以適應(yīng)不同國家的需要。美國的ATSC的高清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)以地面?zhèn)鬏敒橹?，采用VSB殘留邊帶傳輸，該聯(lián)盟目前已擁有100多名會員。據(jù)DVB組織的代表宣稱，美國為了保護其國內(nèi)公司的專利，故意使ATSC與DVB不相容。

三、中國數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的推生

多年來，ATSC與DVB這兩大組織都將中國作為決定其競爭勝負(fù)的重要戰(zhàn)場。作為世界上最大的家電市場，中國目前的電視機總數(shù)超過4億臺，誰能將中國拉入自己的陣營，對DVB和ATSC這兩大組織來說，其重要性是不言而喻的。早在中國計劃在1999年10月1日試播數(shù)字電視的時候，ASTC和DVB便密鑼緊鼓地展開了對中國的游說活動。

ASTC在1997年就在中國展示了它的高清晰度電視廣播系統(tǒng)，1999年1月，ASTC的主席到中國深圳參加數(shù)字電視研討會，推銷ATSC技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。

1999年4月，DVB的主席也帶團來中國推銷DVB標(biāo)準(zhǔn)，并駁斥ATSC所散布的對DVB的不實之詞。中國的國家電影電視總局所屬的廣播電視科學(xué)院此前已加入ATSC聯(lián)盟，后來又與DVB組織簽署合作備忘錄，并將作為協(xié)會會員入會。中國的消費電子生產(chǎn)商也分別加入DVB和ATSC，并開始生產(chǎn)機頂盒（STB）。中國的衛(wèi)星電視宣布采用DVB標(biāo)準(zhǔn)，按DVB的說法，若在有線、地面業(yè)已采用DVB標(biāo)準(zhǔn)，則可以使三大系統(tǒng)統(tǒng)一到DVB的大標(biāo)準(zhǔn)下。

DVB和ATSC對于中國來說，的確都是靚女，選擇誰都是愛不釋手。然而剛要踏入2000年的時候，國外DVD專利技術(shù)的擁有者提出要對中國的DVD出口產(chǎn)品進行收費，開始打破了中國人的美夢。

最早向中國提出DVD專利收費的是6C聯(lián)盟（日立、松下、東芝、JVC、三菱電機、時代華納6大技術(shù)開發(fā)商結(jié)成的專利保護聯(lián)盟，即他們之間的DVD專利技術(shù)可以互相免費使用），在收費標(biāo)準(zhǔn)還沒有最終敲定的時候，隨后又追加多了幾個聯(lián)盟，有3C（飛利浦、索尼和先鋒3公司）和1C（湯姆遜），除此之外還有杜比和DTS也跟了進來，現(xiàn)在還不知道到最后還有多少個聯(lián)盟和公司或?qū)＠麢?quán)人要向中國追交專利費。根據(jù)初步談判的結(jié)果，我國每生產(chǎn)一臺DVD視盤機，就需要給以上12個公司交26.2美金專利費。

為此，由信息產(chǎn)業(yè)部牽頭，國內(nèi)多家消費電子企業(yè)聯(lián)合成立了EVD聯(lián)盟——北京阜國數(shù)字技術(shù)有限公司于2000年3月1日誕生了。EVD技術(shù)開發(fā)工作得到了政府部門的大力支持，使得EVD技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)很快就能出臺，并于2003年11月18日成功發(fā)布了我國第一套EVD數(shù)字音視頻刻錄機標(biāo)準(zhǔn)。

但是，只要中國有一套自己的EVD數(shù)字音視頻刻錄機標(biāo)準(zhǔn)，就不需要交專利費了嗎？

實際上這只是癡人說夢。根據(jù)專利法，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并不受專利保護，受專利保護的是實現(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的方法。因此，不管使用什么標(biāo)準(zhǔn)，只要標(biāo)準(zhǔn)里使用了別人的專利技術(shù)，就得交專利費。根據(jù)國內(nèi)相關(guān)媒體的報道，因為EVD只有兼容DVD、VCD和CD才能解決片源問題，現(xiàn)在DVD需要交納的費用到時還得交。另外，在EVD標(biāo)準(zhǔn)中有兩項關(guān)鍵技術(shù)（VP5、VP6）是從美國買來的，因此，在EVD生產(chǎn)或使用時，每臺EVD還是要交納2美元給美方。

一波未平接著又來一波，2001年MPEG-LA公司又提出要對MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的使用者進行收費。MPEG-LA公司是一家專門頒發(fā)專利權(quán)使用許可的有限責(zé)任公司，即：MPEG-2的專利權(quán)公司，共有：法國電信、日本三菱電器公司、亞特蘭大科技公司（Scientific-Atlanta Inc.）、索尼、飛利浦和日本的JVictor Co分公司等六家公司，共享有44項專利。而實際上MPEG-2視頻壓縮世界性標(biāo)準(zhǔn)的“核心組成部分”總共包含了380項專利。不過，這些專利大部分都是93年以前發(fā)明的，現(xiàn)在，這些專利大部分都已過保護期。

為了回敬MPEG-LA公司的收費行為，一個由52個成員組成的“數(shù)字音視頻編解技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組”于2002年6月也宣布開始成立。在不到兩年的時間，中國“數(shù)字音視頻編解技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組”于2004年初正式發(fā)布了擁有我國知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字音視頻編解技術(shù)部分標(biāo)準(zhǔn)——AVS1.0。

與此同時，一個以上海交通大學(xué)和北京清華大學(xué)為首的兩個中國HDTV高清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)工作組也在自發(fā)地組織成立，并在密鑼緊鼓地準(zhǔn)備宣布，一個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的中國的HDTV技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將要誕生。從2000年起，每次在深圳高交會上中國的HDTV技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題都是一個最大的亮點。

2003年1月，在廣東省知識產(chǎn)權(quán)工作會議上，國家知識產(chǎn)權(quán)局副局長田力普披露，我國企業(yè)僅有59項數(shù)字電視專利，而且無一項屬于核心技術(shù)專利，卻面臨1000多項“洋”專利的圍剿，數(shù)字電視極有可能重蹈DVD覆轍。

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