胡雅琴，趙梅芳，岳永娟

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局 專利審查協(xié)作北京中心，北京 100190）

1 IPTV及其采用的編解碼標(biāo)準(zhǔn)

IPTV（Internet Protocol Televison）是基于互聯(lián)網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)電視服務(wù)，簡稱網(wǎng)絡(luò)電視。根據(jù)國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化部門ITU-T焦點組（FGIPTV）定義，IPTV是在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送包含電視、視頻、文本、圖形和數(shù)據(jù)等，并提供服務(wù)質(zhì)量/體驗質(zhì)量（QoS/QoE）保證、安全、交互性和可靠性的可管理的多媒體業(yè)務(wù)[1-3]。在高速互聯(lián)網(wǎng)急速發(fā)展已經(jīng)覆蓋家用機(jī)頂盒、手機(jī)終端、計算機(jī)、平板電腦的今天，通過IP網(wǎng)絡(luò)來傳輸視頻已經(jīng)成為提供多媒體視頻服務(wù)的主要形式之一。由于網(wǎng)絡(luò)中各種終端用戶大量的視頻服務(wù)需求，視頻和網(wǎng)絡(luò)運營商都從中看到了新增的盈利點。世界各個國家的IPTV業(yè)務(wù)都在蓬勃發(fā)展中，美國的AT＆T、法國電信等擁有的IPTV用戶在以逐年加快的速度進(jìn)行增長。在中國，內(nèi)容播控權(quán)由廣電掌握，電信運營商與有IPTV牌照的機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，已經(jīng)在多個城市提供服務(wù)。

全球IPTV市場發(fā)展的熱點集中在歐洲、北美和亞洲地區(qū)。歐洲的IPTV市場起步較早，目前總用戶數(shù)占全球一半以上，2009年以來，英、法等西歐國家市場平穩(wěn)增長，波蘭、捷克、斯洛文尼亞等東歐國家的IPTV市場增長迅速。在亞洲，從2009年1月起，韓國正式開通IPTV服務(wù)，到9月份，韓國IPTV用戶數(shù)量就已經(jīng)突破超過100萬。日本和我國香港地區(qū)的IPTV用戶普及度非常高。我國IPTV業(yè)務(wù)也已經(jīng)擁有1400萬用戶。

由于IPTV主要通過網(wǎng)絡(luò)向終端用戶提供視頻，視頻在網(wǎng)絡(luò)上傳輸首先需要編碼壓縮，以滿足當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)帶寬，因此，音視頻編解碼是IPTV的核心技術(shù)。選擇何種音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)對IPTV應(yīng)用有著重大影響。選擇適合IPTV的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)不僅要考慮到各項技術(shù)需求是否能夠得到滿足，更要綜合考慮設(shè)備成本和產(chǎn)業(yè)化程度、專利授權(quán)費等因素。IPTV所采用的音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)主要有：MPEG-4、H.264、AVS和微軟的VC-1或WM9。

1.1 MPEG-4

MPEG-4在1998年10月定案，于1999年2月正式命名為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO／IEC 14496。MPEG-4中提出了基于對象編碼的思想，以其高質(zhì)量、低傳輸速率等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)多媒體、視頻會議和多媒體監(jiān)控等圖像傳輸系統(tǒng)中。MPEG-4算法復(fù)雜度低，相應(yīng)的編碼效率也相對較低。

1.2 H.264

在H.264中，運動估計采用了多參考幀技術(shù)。ITU-T與ISO/IEC共同成立聯(lián)合視頻工作小組JVT展開H.264的制訂。最終標(biāo)準(zhǔn)在ITU-T稱為H.264，在ISO/IEC就稱為MPEG-4 Part 10（也叫ISO/IEC 14496-10），或MPEG-4 AVC（Advanced Video Coding）。H.264標(biāo)準(zhǔn)2003年11月形成標(biāo)準(zhǔn)文件，與MPEG-2相比，壓縮性能提高1倍以上，但計算復(fù)雜度也增加了2倍以上。

1.3 AVS

AVS（Audio Video Coding Standard）是我國自主制定的第二代數(shù)字音視頻信源標(biāo)準(zhǔn)，是基于空間和時間的預(yù)測和補償、空域的變換及基于統(tǒng)計的熵編碼的混合編碼。AVS于2008年3月作為國標(biāo)正式實施。AVS技術(shù)水平與H.264相當(dāng)，突出優(yōu)點是專利使用費極低（此為AVS首要核心競爭力）。為了避開H.264/AVC的專利問題，AVS選擇了以往標(biāo)準(zhǔn)廣泛采用的8×8整數(shù)正交變換——二維整數(shù)余弦變換（ICT），設(shè)計了自己的變換和量化過程，克服了在H.264之前所有視頻壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)都存在的采用8×8DCT變換而失配的固有問題，它比H.264/AVC的4×4整數(shù)變換的去相關(guān)性能更強(qiáng)、更有效，可節(jié)省30%～40%的運算量，提高了實際編碼效率。

1.4 微軟的VC-1或WM9

VC-1視頻編碼器是微軟開發(fā)的音視頻編輯系統(tǒng)。2006年4月活動圖像和電視工程師協(xié)會（SMPTE）正式通過將其頒布為視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。WindowsMedia-Video9作為VC-1的軟件實現(xiàn)，已經(jīng)在市場上存在很長時間，但基于VC-1的終端和系統(tǒng)設(shè)備仍然少見。VC-1被頒布為標(biāo)準(zhǔn)后，SMPTE會收取授權(quán)費，微軟則從中收取專利費用。

2 IPTV的專利申請狀況分析

由于IPTV在各個地區(qū)用戶的增長量和運營收入在全球呈爆發(fā)性增長。各國的不少企業(yè)也紛紛申請了和IPTV應(yīng)用相關(guān)的專利，涉及IPTV的終端設(shè)備、系統(tǒng)構(gòu)架、通信標(biāo)準(zhǔn)、編碼標(biāo)準(zhǔn)等各個領(lǐng)域。IPTV標(biāo)準(zhǔn)化不僅可以確保產(chǎn)品的互聯(lián)互通，降低產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展成本，往往還涉及眾多知識產(chǎn)權(quán)，因此對產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要，是競爭的制高點。

2.1 國際申請狀況分析

很多國際企業(yè)也很重視運用知識產(chǎn)權(quán)對自己的IPTV技術(shù)進(jìn)行保護(hù)。德溫特世界專利索引庫（DWPI）是由英國德溫特出版有限公司提供的綜合檢索世界各國專利文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)庫，主要收錄歐美各個發(fā)達(dá)國家和中、日、韓等國家近期的專利文獻(xiàn)。截至2012年6月25日，在德溫特世界專利索引庫（DWPI）中收錄的全球直接和IPTV相關(guān)專利有4205項，其中，在中國有申請的有1103項，可見在中國的相關(guān)申請占全球的比例為1/4。圖1表示了DWPI中IPTV相關(guān)專利的申請量走勢圖，并列出了其中在中國有申請的數(shù)量。由圖可見：2007年到2009年為申請量爆發(fā)性增長的年份，在中國的申請占全部專利申請數(shù)量一個非常可觀的比例。通過對這些專利的全部申請人進(jìn)行分析統(tǒng)計，得到了世界IPTV專利申請數(shù)量的趨勢圖，可以發(fā)現(xiàn)：申請人出現(xiàn)次數(shù)排名第一的是美國的AT＆T公司及其相關(guān)的子公司，在前20名的申請人名單中總共有515次提到；而排名第二的是中國中興通訊股份有限公司和中興公司，共有308次提到；接下來依次為韓國電子和電信研究院，205次；韓國LG電子有限公司，198次；韓國電信（KT）公司，186次；韓國三星電子有限公司，176次；華為技術(shù)有限公司141次；接下來還有愛立信、美國SBC知識風(fēng)險投資公司、阿爾卡特朗訊、索尼等公司。從中可以看出，主要的相關(guān)專利申請國是美國、中國、韓國、日本；中國的公司在IPTV的專利申請在數(shù)量上已經(jīng)走在了世界的前列。

對這些世界IPTV的專利申請中所提到的編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)最多被提及的編碼標(biāo)準(zhǔn)為H.264，其次是MPEG-4，而中國提出的AVS編碼標(biāo)準(zhǔn)被提及的次數(shù)最少，且申請人都為中國國內(nèi)的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，同時也極少在上述排名前列的大公司的IPTV專利申請中看到AVS標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。

2.2 年份中國申請狀況分析

在中國專利庫中，截至2012年6月25日，關(guān)于IPTV和網(wǎng)絡(luò)電視的申請共有2268項。在圖2中可以看到中國專利庫中IPTV相關(guān)專利的申請量的變化情況，IPTV的申請在中國基本是從2005年開始啟動的，其中2007和2008年是申請量增長最快的年份，之后其申請數(shù)量進(jìn)入了穩(wěn)定的增長期。其中，申請人數(shù)量排名第一、第二的為中興公司和華為公司，專利申請數(shù)量分別為469項和313項，這兩個公司在IPTV相關(guān)專利申請中所占的比例約為34%。其他排名靠前的申請人的還有康佳集團(tuán)股份有限公司、三星電子株式會社、阿爾卡特朗訊、LG電子株式會社、中國電信股份有限公司等。但是中興公司和華為公司在申請人名單中出現(xiàn)的次數(shù)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過了其他公司二個數(shù)量級，其他公司出現(xiàn)在專利申請人名單中的次數(shù)最多也只有100多次，而中興公司和華為公司在相關(guān)專利的申請人中出現(xiàn)的次數(shù)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一千次。由此可見，中國在IPTV領(lǐng)域，中興公司和華為公司這兩大通信設(shè)備提供商比較重視在專利的知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域的爭奪。但是，同時中國的IPTV的設(shè)備提供商還有西門子、UT斯達(dá)康、上海貝爾阿爾卡特三家主流IPTV廠商，這些廠商在專利方面的申請量都是2位數(shù)的級別。

對這些中國的IPTV的專利申請中所提到的編碼標(biāo)準(zhǔn)作出分析，編碼標(biāo)準(zhǔn)主要被提及的由多到少仍然為MPEG-4，H.264和AVS，這和世界專利申請的趨勢是一致的。但是，中國的編解碼標(biāo)準(zhǔn)AVS的被提及的次數(shù)相對于WPI專利庫中有所增加。由此可見，中國的企業(yè)對中國自有知識產(chǎn)權(quán)的AVS編解碼標(biāo)準(zhǔn)還是有一定支持的。

3 IPTV標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展及其編解碼專利收費狀況

全球各主要國家和各大企業(yè)都高度關(guān)注IPTV標(biāo)準(zhǔn)化工作，歐洲（ETSI）、美國（ATIS）、日本（TTC）、韓國（TTA）和中國（CCSA）等地區(qū)和國家的標(biāo)準(zhǔn)化組織紛紛將IPTV作為工作重點。ITU-T在2006年成立了IPTV焦點組，旨在協(xié)調(diào)全球范圍的標(biāo)準(zhǔn)化活動，促進(jìn)國際IPTV的互聯(lián)互通。中、美、日、韓、英和法等IPTV市場發(fā)展較好的國家都是ITU-T的IPTV標(biāo)準(zhǔn)制定的積極參與者，其中以中日韓最為活躍。各個國家、地區(qū)和企業(yè)組織出于利益考慮，在標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的競爭也越來越激烈。

中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（CCSA）IP與多媒體工作委員會IPTV特別工作組于2005年8月成立，進(jìn)行對IPTV標(biāo)準(zhǔn)研究和制定工作。參加IPTV特別工作組的單位幾乎包含了目前從事IPTV業(yè)務(wù)運營、開發(fā)和研究的國內(nèi)外所有企業(yè)。目前已經(jīng)完成34項標(biāo)準(zhǔn)，其中9項已經(jīng)正式發(fā)布，形成了較為完善的標(biāo)準(zhǔn)體系。中國作為ITU-T IPTV標(biāo)準(zhǔn)化工作的發(fā)起成員之一，全面參與了IPTV國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，是ITU-T在IPTV標(biāo)準(zhǔn)制定方面的主導(dǎo)力量。正是中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會的推動，使得中國的AVS標(biāo)準(zhǔn)在2009年正式被采納為IPTV標(biāo)準(zhǔn)正式采用的編解碼標(biāo)準(zhǔn)之一。

在IPTV所有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，難度最高是編解碼標(biāo)準(zhǔn)，該項國際標(biāo)準(zhǔn)的專利幾乎全部掌握在國外廠商手中。運營商需要考慮標(biāo)準(zhǔn)的使用成本，特別是視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中的專利許可費。根據(jù)MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)的專利池管理公司MPEGLA的規(guī)定，MPEG-4 Part2和H.264/AVC與傳統(tǒng)的MPEG在專利授權(quán)政策明顯的區(qū)別就是對終端和芯片的許可費大幅度降低，而新增加了針對運營的收費項目。運營商如果使用這兩種標(biāo)準(zhǔn)開展IPTV業(yè)務(wù)需要交納專利許可費。新的收費項目不僅僅按照運營商的用戶數(shù)量級別進(jìn)行年費的收取，同時還對每次播放長于12 min的節(jié)目也要收取專利費，除此之外還有各種收費項目，專利收費方式非常繁瑣。而VC-1的專利授權(quán)費用分為個人電腦和內(nèi)容發(fā)送2種方式，和H.264收費類似，但在亞洲的所有電視廣播節(jié)目中還沒有使用過。AVS僅對每個解碼設(shè)備收取1元人民幣的許可費，與MPEG標(biāo)準(zhǔn)和VC-1相比有明顯的優(yōu)勢。IPTV標(biāo)準(zhǔn)之爭引起巨大關(guān)注，DVD專利費事件等前車之鑒已給業(yè)界以深刻教訓(xùn)。由于其它的核心的知識產(chǎn)權(quán)包括音視頻、承載網(wǎng)、數(shù)字版權(quán)等也都掌握在國外的廠商手中，且專利收費越來越高，專門有國際性標(biāo)準(zhǔn)組織的負(fù)責(zé)為其收取IPR（知識產(chǎn)權(quán)）費用。所以，考慮上述各方面的因素，我國有必要開展適合國情的IPTV標(biāo)準(zhǔn)化研究。

4 IPTV標(biāo)準(zhǔn)在中國的發(fā)展前景

市場調(diào)研公司Informa Telecoms＆Media的《全球lPTV市場分析》（第四版）中預(yù)測全球IPTV家庭到2013年將達(dá)到5700萬戶，而實際用戶比該預(yù)測增加的還多。其中，中國具有龐大的IPTV用戶群和將來巨大的潛在用戶市場，如果中國采用國外的編解碼標(biāo)準(zhǔn)作為IPTV的編解碼標(biāo)準(zhǔn)，每年將會面臨巨額的專利授權(quán)費用。中國對IPTV中編解碼標(biāo)準(zhǔn)的選擇，對IPTV從終端到設(shè)備的一系列IPTV產(chǎn)業(yè)鏈有著重要的影響。

2009年7月，ITU-T確定AVS與H.264、微軟VC-1共同成為IPTV國際標(biāo)準(zhǔn)中的三大視頻編碼格式標(biāo)準(zhǔn)。AVS編解碼標(biāo)準(zhǔn)是面向我國的信息產(chǎn)業(yè)需求，組織制訂行業(yè)和國家信源編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同H.264相比主要具有以下優(yōu)勢：1）效率與H.264相當(dāng)，實現(xiàn)復(fù)雜度低于H.264。2）專利收費更低，對編解碼設(shè)備收取每臺1元錢的專利費，不對節(jié)目內(nèi)容收費。3）知識產(chǎn)權(quán)歸屬清晰，AVS融合了新技術(shù)和公開知識，必要專利數(shù)量不到相應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)的一半，并且絕大多數(shù)專利由中國會員貢獻(xiàn)。目前我國的AVS產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成熟，中國電信和中國網(wǎng)通都在IPTV業(yè)務(wù)中進(jìn)行了AVS-IPTV系統(tǒng)的試點，主要IPTV系統(tǒng)設(shè)備商率先過關(guān)。AVS產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的會員單位已經(jīng)達(dá)到26家，已經(jīng)有國外廠商生產(chǎn)基于AVS的產(chǎn)品?；贏VS標(biāo)準(zhǔn)的IPTV將在不遠(yuǎn)的時間內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模商用。相對于國際標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4和H.264，AVS標(biāo)準(zhǔn)必然將在我國的IPTV編解碼標(biāo)準(zhǔn)競爭中占據(jù)主導(dǎo)地位。

在中國開辦以電視機(jī)、手持設(shè)備為接收終端的視聽節(jié)目傳播業(yè)務(wù)需獲國家廣電總局批準(zhǔn)的IPTV牌照[4]。而AVS正是在廣電的推動下組織制訂的標(biāo)準(zhǔn)，因此，其完全可以控制我國的IPTV企業(yè)和運營商在IPTV系統(tǒng)中所采用的編碼解碼標(biāo)準(zhǔn)。AVS作為IPTV三大標(biāo)準(zhǔn)中唯一的“國產(chǎn)”標(biāo)準(zhǔn)，成為了中國數(shù)字電視機(jī)必須支持的唯一視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)。到2012年11月1日，中國所銷售的數(shù)字電視機(jī)都將內(nèi)置AVS功能，這意味著視聽運營商也將采用AVS編解碼的節(jié)目在中國所有電視機(jī)上播放。這將帶動一系列的AVS相關(guān)的產(chǎn)業(yè)。因此，在廣電總局的有力推動下，AVS編碼必定會成為中國的IPTV系統(tǒng)中主要采用的編解碼標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，新的效率更高更好的編碼標(biāo)準(zhǔn)也會不斷地浮現(xiàn)，AVS工作組也啟動了AVS2標(biāo)準(zhǔn)的制定，旨在進(jìn)行更高效率的高清、超清、三維視頻三方面的標(biāo)準(zhǔn)制定工作。AVS的低專利收費，無疑對IPTV設(shè)備生產(chǎn)商和運營商的盈利有著巨大的吸引力。但是，中國的IPTV標(biāo)準(zhǔn)如何得到世界的認(rèn)可，最終能夠不依靠極低專利的收費來推廣其應(yīng)用，而是依靠其出色的性能，使其像其他國外專利一樣即使正常的收取專利費用仍然能夠被眾多廠商選擇和使用還有很長的路要走。

從專利角度看，中國的IPTV已經(jīng)進(jìn)入一個平穩(wěn)的發(fā)展期，其雖然在目前的申請中提到AVS標(biāo)準(zhǔn)的不在多數(shù)，但是，編碼標(biāo)準(zhǔn)AVS應(yīng)用在中國IPTV體系中已經(jīng)是主導(dǎo)趨勢。今后，希望申請人在IPTV的專利申請中更多地針對AVS的應(yīng)用及其改進(jìn)申請保護(hù)，使得目前在中國使用的IPTV系統(tǒng)能夠獲得更多的知識產(chǎn)權(quán)，從而在國際的競爭中更有競爭的資本和話語權(quán)。使得中國的專利持有人也能夠從自己的專利中獲得應(yīng)得的利益，讓中國的專利申請和研發(fā)相互促進(jìn)，從而進(jìn)入一個良性的循環(huán)。

[1]武威，韓慧蓮.IPTV應(yīng)用中視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的分析與比較[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用，2009，22（12）：20-22.

[2]SIMPSON W.IPTV與網(wǎng)絡(luò)視頻拓展廣播電視的應(yīng)用范圍[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3]張亮.IPTV中視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的比較[J].電信快報，2008（9）：31-33.

[4]孫薇.中國網(wǎng)絡(luò)電視規(guī)制問題研究[D].沈陽：遼寧大學(xué)，2010.