摘要：结合超高清数字视频产业发展现状与标准化演进情况，本报告对我国超高清数字视频编解码技术领域的专利申请进行了针对性的检索，并从专利态势、重点技术专利布局、前沿技术发展趋势等各个角度进行了全方位的深入分析，也展示了部分重点专利，供国内相关企业的技术研发和市场布局借鉴。

　　引言

　　目前，超高清视频的画面分辨率主要是4K和8K，4K超高清的分辨率为普通高清的4倍，8K超高清的分辨率为普通高清的16倍，除了分辨率，帧率、色深、色域、HDR高动态范围都是衡量超高清的主要维度。随着5G即将正式商用，将为超高清视频产业提供完善的网络传输条件，成为移动通信领域的新业务增长点，研究专利态势为数字共享网络传输及终端产业链提供技术发展创新保障。

　   超高清数字视频产业国内外发展现状

　　超高清视频产业主要包括超高清视频前端拍摄、后期内容制作、网络传输、终端呈现等主要环节。超高清视频产业潜力巨大，发展超高清产业将进一步扩大信息消费，推动产业链上下游协同发展，带动产业链各环节产品升级换代，尤其是超高清显示面板及芯片、视频拍摄制作设备、网络传输设备等。

　　(1)国际环境：

　　日韩引领全球超高清视频产业发展浪潮，日本发布《日本4K超高清及未来路线图》，2020年东京奥运会时全面推广并普及4K/8K电视节目;日本广播协会(NHK)计划2025年电视家庭全面实现超高清;韩国2012年、2013年成功进行了两个阶段的户外超高清4K信号地面传输实验;并率先在2014年开通全球第一个4K超高清电视节目频道;美国引领超高清视频内容制作和核心技术的行业应用和标准体系，2015年多家美国OTT行业等领域企业共同组建成立UHD超高清联盟;2017年，亚马逊实现了4K直播NASA宇航员太空生活。

　　(2)国内环境

　　未来五年是我国超高清视频产业发展的战略机遇期，国家部委布局超高清视频产业发展顶层设计，加快发展脚步：2018年工信部组建了中国超高清视频产业联盟，并制定《超高清视频产业发展行动计划(三年)》，推动超高清产业内容建设与发展应用，支持北京、广东等地方产业发展先行示范，各地方政府积极响应，发布多项措施助力超高清产业发展。通过重大任务计划强力推动产业技术落地，围绕重大活动的4K/8K直播、拍摄、VR直播以及5G+视频的创新应用计划目标将成为“倒逼”产业技术落地的重要节点。

　　(3)标准化现状

　　目前，超高清产业国际标准比较完备，基本涵盖了产业的各个关键环节，我国在这些标准中也有一定参与度。国际上，国际电联(ITU)、运动图像专家组(MPEG)、欧洲电信标准化协会(ETSI)、电影和电视工程师协会(SMPTE)等多个标准组织均开展了超高清行业标准化工作，国内也积极开展了超高清行业标准的研发、制定与推广工作。超高清行业标准涉及到了节目制作、终端接口、音视频编解码、基带接口传输、实施应用等多个超高清系统关键环节，下表1对超高清视频领域各个环节关键技术领域中，国际、国内主流标准使用情况进行梳理：　　

　　▲超高清产业国际国内主流标准情况

　　高效的编码是信号播出的关键因素，H.265、AVS2是超高清视频编解码选择的主要标准。我国在H.265中专利权占比极低，存在较大风险：从ITU的《许可声明表》中看，我国大陆地区部分企业也提交了许可声明，成为HEVC Advance的专利权人;国际标准专利池存在收费乱象：MPEG LA提高了收费标准，使用H.265的厂商要向MPEG LA、HEVC Advance两个组织分别缴纳许可费用，高昂的专利费已阻碍国际标准的应用实施，免费视频编码标准越来越得到重视;GoogIe宣布收购视频技术公司On2并将其VP8以开源免费的方式公开，但也不排除放水养鱼的嫌疑。企业积极寻找替代性标准进行技术部署，分析平行标准的优势劣势，权衡利弊，使用符合自身利益需求的标准，纷纷选取我国自主知识产权的公益性AVS标准。

　　超高清数字视频编解码专利分析

　　超高清数字视频编解码的目的将超高清视频数据转换成以便于传输的格式化视频文件，主要设备包括含视频压缩编解码芯片的硬件编码器和软件编码服务器等，还涉及各类接口控制和数据输入输出通道等。

　　从以下图1中各技术点专利申请数量占比可看出，预测、变换量化、熵编码、码率控制等传统视频编码技术的专利积累最多;从各技术点年度申请趋势可看出，预测、变换量化、熵编码、块划分、环路滤波技术逐件走向成熟，近十年专利申请量呈现下降趋势，而在码率控制、率失真优化技术上虽然专利总量较低，呈现逐步上升的趋势。

　　▲ 超高清数字视频编解码各技术点在华专利申请数量占比

　　随着超高清数字视频技术的发展，其在4K、8K、VR、流媒体视频等领域的应用越来越广泛，从技术的角度看，对传统策略的改进已经无法满足编码性能需求，基于人工智能神经网络算法、自适应全局优化策略、将编码与传输结合实现大跨度编码效率提升备受关注。专利作为反映核心技术和研究动态的风向标，专利方案和申请量反映了视频编解码领域的技术动态和演进趋势。

　　总结与建议

　　超高清视频行业技术门槛高，技术集中度高，参与行业竞争需要一定的资金和技术实力。传统领域布局空间有限，视频行业传统优势企业掌握该领域核心技术,尤其是在传统的视频编解码技术上，帧间帧内预测、变换量化、熵编码、滤波技术领域经过将近二十年的发展已趋于成熟，行业巨头已形成垄断，专利布局空间有限。块划分、码率控制技术领域专利权大都掌握我国申请人自己手中，风险较小，具有一定的技术跟随改进型专利布局空间。率失真优化技术格局尚未尘埃落定，技术创新空间大，在该领域我国大多数专利申请人为高校科研机构，仍属于专利规划布局的较好时机，具有一定的专利布局、占位空间。因此，建议结合产业链上的我国企业的发展情况，引入拥有先进技术的外国企业，或充分利用与高校或科研院所合作，提高我国企业自身的研发水平。

　　结合基于人工智能神经网络算法、自适应全局优化策略、编码与传输结合实现大跨度编码效率提升等前沿技术发展路线与演进趋势，建议企业重点关注与自身产品规划密切相关的前沿专利技术，例如：提取VR虚拟现实视频特征的卷积神经网络模型、利用卷积神经网络提取特征并建模等技术方案，进行编码器优化方案的研发借鉴，着重挑选现有专利中与研发内容关联性大的技术方案进行具体分析，积极布局替代方案，对于不能绕开的方案开展外围跟随，形成可以制衡的专利组合，巩固我国申请人的优势。

　　参考文献

　　[1] 赛迪研究院电子信息产业研究所.中国超高清视频产业联盟政策研究工作组.中国超高清视频产业发展白皮书(2018年). 2018.9

　　[2] 陈嘉敏.HEVC/H.265标准中的专利许可问题及其对策[J].标准科学.2019第10期.

　　[3] 刘伟东.超高清产业关键技术专利分析与我国超高清产业发展建议[J].有线电视技术. 2018年第9期

　　[4] 周芸.超高清电视技术标准现状及未来演进方向[J].广播电视信息.2019年3月刊

　　[5] 张虹. 8K超高清电视技术发展现状及趋势浅析[J].广播电视信息.2019年3月刊

　  （本文作者徐丹,中国信息通信研究院知识产权中心工程师，北京交通大学信号与信息处理专业硕士，长期从事并擅长专利检索分析、高价值专利培育与挖掘、专利侵权分析与风险规避设计、专利质量审核、专利价值评估、专利运营管理等实务与研究工作。）