視頻4K分辨率已經深入千家萬戶，不但在轉播技術抑或在家用影院的視頻硬件設備上，4K標準已經佔據了我們以前曾經主流的1080p分辨率。而8K視頻好像還未正式到來，是硬件設備仍未支持？還是視頻源還是正式開啟8K拍攝的紀元？顯然這些都並不是阻礙8K發展的瓶頸。而在擁抱8K的來臨之際，我們更離不開全新的編解碼標準。
在以往主流的編解碼標準中，我們熟悉的H.264和H.265在使用上需要收取高昂的專利費，而開放式標準的AV1和VP9之類的已經逐漸普及，但它們卻不屬於自主產權的視頻編解碼標準。有鑒於此，AVS標準誕生。這個標準是國內在2002年成立的AVS工作組發佈，目前針對8K分辨率已經發展至第三代版本。
8K與4K之間的分辨率？
在介紹視頻編解碼標準之前，我還是再強調一下8K和4K分辨率之間的區別。8K與4K都是屬於下一代電視視頻技術：SuperHi-Vision，由日本廣播協會科學與技術研究實驗室於2006年提交給國際電信聯盟和電影電視工程師協會，並作為UHDTV的推薦草案，包括兩種不同的標準：UHDTV1和UHDTV2，即4K和8K。
8K的分辨率高達7680×4320像素，足足比1920×1080分辨率大了16倍，同時也是4K分辨率的4倍，一般的藍光大片在8K的分辨率下只能佔到屏幕的1/16。如果將1920*1080分辨率的高清影片在8K分辨率的顯示器上拉伸全面顯示，那麼之前需要一個像素點就能顯示出的畫面，在8K分辨率顯示器上需要用16個像素點來顯示，如此一來，原來畫面的精細感完全喪失。相比較於4K，8K電視具有更加出色的視頻效果。可以說8K的到來，是目前電視視頻技術的最高水平，也是將來電視視頻技術的發展方向。
而早在2005年，日本NHK電視台在愛知博覽會上展示了此技術，並在2006年的一次直播中使用了該技術。因為當時採用了無壓縮的視頻傳輸，20分鐘的視頻總容量達到4TB！要知道在2006年，中國的網絡環境還是以撥號上網為主，那一年我在電腦桌上還能輕鬆找出若干張3.5英寸軟盤，GB的存儲單位還不流行，更沒聽說過TB為何物。當然，巨量的空間佔用不僅影響8K視頻技術的發展，對信號傳輸也是極高的考驗。隨後經過若干次更新迭代，現在通過硬件編解碼技術，已經為8K視頻極大的瘦身，讓它可以在家用電腦與電視上播放出來。並且，技術規格也逐步完善，除了分辨率指標，在廣電層面的技術水準還要求視頻必須達到Rec.2020色域標準，實現12位色深，並支持120Hz逐行掃描。
看到這裡，你可能大致了解了什麼是8K標準，除了相對常見和容易理解的分辨率外，8K標準在廣播電視領域中，還包含對色彩空間、色位深度、刷新率甚至音頻標準的規格要求。你可能對相對專業的技術標準還是不甚了解，沒有關係，你只要知道這些標準，為8K視頻設立了一個極高的門檻，不僅對拍攝設備的運算量、編碼、輸出等方面都有極高要求，對播放設備也有極高的解碼、運算和顯示要求。就連想要順暢播放8K視頻的數據傳輸方式，也有較高的要求，因此要真真正正普及8K技術，時間方面可能還尚早。
關於AVS3及發展歷程
數字音視頻編解碼技術標準工作組（簡稱AVS工作組）由國家原信息產業部科學技術司於2002年6月批准成立。自2002年成立以來，AVS工作組制定了一系列視頻編碼標準，即AVS1、AVS+、AVS2和AVS3，每一代標準都會較前一代有至少50%的性能提升。
AVS1指第一代AVS標準，標準制訂起始於2002年，指系列國家標準 《信息技術 先進音視頻編碼》，國家標準代號GB/T 20090。該標準制定起始於2002年，於2006年2月頒佈，規定了多種比特率、分辨率和質量的視頻壓縮方法和解碼過程，適用於數字電視廣播、交互式存儲媒體、直播衛星視頻業務、多媒體郵件、分組網絡的多媒體業務、實時通信業務、遠程視頻監控等應用。性能與同期國際標準MPEG-2相當。
AVS+是針對廣電應用制定《廣播電視先進音視頻編解碼 第1部分：視頻》行業標準，標準號為GY/T 257.1-2012，簡稱AVS+。該標準於2012年7月獲批成為廣電行標，性能與同期的MPEG-4 AVC/H.264相當。
AVS2指第二代AVS標準，指系列國家標準《信息技術高效多媒體編碼》，國家標準代號GB/T 33475，是面向超高清電視節目傳輸，引領未來五到十年數字媒體產業的發展。該標準於2016年5月被頒佈為廣電行標，2016年的12月30日被頒佈為國家標準，壓縮效率與國際標準H.265/HEVC相當，在全I幀編碼以及監控場景編碼中性能優於HEVC。在產業化方面，AVS2視頻標準全面應用於IPTV和廣東省4K超高清，解碼芯片已由華為海思、晨星（Mstar）等研發並推向市場，廣播級AVS2超高清實時編碼器由深圳優微視覺等公司推向市場。AVS+與AVS2在廣電行業的成功應用足以證明AVS標準技術已經步入成熟。AVS產業聯盟近百家成員從硬件的芯片、終端集成、系統集成，到軟件的算法、視頻編輯處理，產品幾乎覆蓋了產業鏈的各個環節，為AVS的發展提供了完備的支撐。
AVS3指第三代AVS標準，指系列標準《信息技術 智能媒體編碼》 ，AVS3早於H.266完成，第一次實現領跑，率先發佈面向8K超高清視頻的新一代編碼標準，實現產業領先布局。AVS3的編碼性能和國際視頻編碼標準HEVC相比，性能提升接近30%並具備獨立的知識產權。AVS3的加入，與VVC、AV1共同形成一個多元化的競爭格局。
AVS3標準的技術優勢
目前AVS3的優勢在哪裡？通過DVB的測試結果顯示，AVS3相比於HEVC(H.265)可以在同等畫面質量下節省40.09％的碼率，稱讚其是世界上最高效的視頻編碼技術之一。經過20年的發展，AVS標準已形成了9項國際IEEE標準、13項國家標準、3項行業標準、18項團體標準，成為我國的高清、4K超高清、8K超高清廣播電視頻道採用的核心技術標準。
根據海思公布的數據，AVS3相較上一代AVS2，傳輸同等畫質只需要一半的帶寬，同等畫質下佔用存儲空間減少一半，且同等條件下畫質提升100%。那麼AVS3的技術特性如何，與常見的H.265、H.264等相比孰優孰劣呢？根據測試，與H.265相比，AVS3在超高清視頻的壓縮性能YUV綜合提升上超過36%，這還只是單獨的壓縮性能。
在融合了濾波、率失真優化等智能編碼技術後，同等條件下AVS3相對H.265的壓縮性能提高超過44%，哪怕是與下一代的H.266相比，也有8%的提升。這就是視頻編碼領域的摩爾效率，每隔數年，新一輪的編碼壓縮效率都會再度翻倍。
AVS3視頻編解碼標準，讓8K在國內更好落地
AVS以標準和專利為紐帶，打通了技術到產業轉移的大循環。大循環的過程為：政府根據產業發展需要提出標準制定要求，科研經費以標準為導向資助目標一致的研發活動，科研成果通過『專利池』實現快速擴散和利益回報，以企業為主體實現工程化、社會化和規模產業化，政府、企業和科研機構從產業發展中分別獲得稅收、利潤和專利許可費的回報。這種大循環的優勢在於能夠促進政產學研各司其職、共同協作，從而實現重大系統集成創新。
AVS在國內率先提出「專利池」的管理方式，即把標準涉及的必要專利放入「專利池」，所有企業都可以從「專利池」得到「一站式」許可，從而大大加快技術轉移、擴散速度。另外，「AVS專利池」的許可價格遠低於國際上同類標準，因此得到廣泛認可。「AVS專利池」價格雖低，但由於產品量大面廣，專利權人仍可以獲得合理回報。這種利用「專利池」分清科研和產業利益的方法，是解決科研和產業「兩張皮」問題的一種機制創新。「專利池」機製得到了國家標準管理委員會和國家知識產權局的認可。
AVS3編解碼標準應用在咪咕視頻北京冬奧賽事直播中，這是AVS3標準在移動端直播場景首次應用落地
AVS在探索重大系統集成創新方面取得了寶貴經驗，這套「技術產業大循環」機制激發了政、產、學、研各方面的積極性，有力推動音視頻產業鏈的跨越發展，開啟全球數字視聽產業的新篇章。
在應用方面，2022年冬奧期間，國內將AVS3編解碼技術標準應用在咪咕視頻北京冬季奧運會賽事直播中，這也是AVS3標準在移動端直播場景首次應用及落地，填補了AVS3在移動端直播場景下的應用空白。工業和信息化部、中央宣傳部、交通運輸部、文化和旅遊部、國家廣播電視總局、中央廣播電視總台等六部門聯合推動的「百城千屏」項目採用AVS3進行8K大屏直播。
總結：
AVS作為我國全自主知識產權，打破國際專利對我國音視頻產業發展的制約的音視頻標準，為超高清視頻產業和消費者帶來更多選擇。AVS3的出現，將在未來五到十年中引領8K超高清、VR視頻產業的發展，並爭取為相關國際標準的制定發揮關鍵作用，為我國超高清視頻領域提供強大助力，為超高清國產標準化生態體系構築帶來了長遠積極的推動力。
