国内外视频编解码标准体系-说说MPEG、ITU、AOM、AVS演进历程

作者：中国移动李琳

针对国内外视频编解码标准，典型涉及的标准组织或联盟包括MPEG、ISO、ITU、AOM、AVS等。从编解码体系角度来看，现有标准组织可粗略分三个阵营。

一、MPEG和ITU老牌，历史最久，用的最多

说起对业界影响最深的国际视频标准，不得不先说一下两个重磅国际标准组织，国际电信联盟ITU-T和国际标准化组织ISO/IEC。从组织架构上来说，国际电信联盟和国际标准化组织都是联合国下属的技术部门。这两个组织所涉及的标准化范围非常广泛，涵盖了通信行业，多媒体行业，AI行业，以及其它数不胜数的行业，遍及大家现代生活的各个方面。这两家组织在视频编解码标准化方面的工作组分别是VCEG （video coding experts group，正式名称为ITU-T/SG 16/WP3/Q.6）和 MPEG（moving picture experts group，正式名称是ISO/IEC JTC1/SC 29/WG 11）。

ITU-T内部的视频编码工作，都是由SG16 Q6来承担的，专家组称为VCEG (Video Coding Experts Group or Visual Coding Experts Group)。很多业内有影响力的视频标准，都是ITU-T SG16 (VCEG) and ISO/IEC JTC 1 SC 29 / WG 11 (MPEG) 的联合工作组。

ISO/IEC、ITU-T这两个视频标准工作组都是从90年代初开始就制定视频编解码标准，到H.266/VVC已经是他们制定的第6代视频标准，也是这两强联手共同制定的第4代国际视频标准。这两强联合所制定的视频标准对技术的变革和产品的推动都有深刻影响，比如MPEG2引领了模拟电视到数字电视的变革，H.264/AVC引入了高清视频和互联网视频，并在各种端设备上（包括电视，手机，电脑，机顶盒等）全面落地，而H.265/HEVC则成功引入了超高清4K和HDR 视频。H.264／AVC和H.265／HEVC这两个视频标准是通过技术的变革来推动了商业上的巨大变革的成功案例。它们大幅度推广了视频应用，提高了用户体验，对业界产生的深远影响也让它们分别获得了国家电视艺术及科学学院所颁布的电视界最高荣誉，黄金时段艾美奖。

这里解释下JTC1，ISO/IEC JTC1 (国际标准化组织/国际电工委员会的第一联合技术委员会)是一个信息技术领域的国际标准化委员会。ISO/IEC JTC1是在原ISO/TC97（信息技术委员会）、IEC/TC47/SC47B（微处理机分委员会）和IEC/TC83（信息技术设备）的基础上,于1987年合并组建而成的。

ITU-T内部的视频编码工作，都是由SG16 Q6来承担的，专家组称为VCEG (Video Coding Experts Group or Visual Coding Experts Group)。以上工作组都是ITU-T SG16 (VCEG) and ISO/IEC JTC 1 SC 29 / WG 11 (MPEG) 的联合工作组。

1990年，ITU-T最先颁发H.261建议是第一个实用化视频国际标准，具有里程碑意义。随后ITU-T在1995年和1996年先后发布了H.262和H.263建议。

1993年，ISO/IEC颁发MPEG-1标准用于数字存储回放系统视音频编码（例如VCD），1995年颁发MPEG-2用于通用音视频编码,1999年颁发MPEG-4标准。

1995年，ISO/IEC颁布的MPEG-2标准用于通用的音视频编码，其中的视频部分也被ITU-T接纳，成为H.262标准。MPEG-3是在制定MPEG-2标准之后准备推出的适用于HDTV（高清晰度电视）的视频、音频压缩标准，但是由于MPEG-2标准已经可以满足要求，故MPEG-3标准并未正式推出。

2000年，为适应新的网络视频应用需要，ITU和ISO的视频编码专家组成了联合视频工作组JVT（Joint Video Team）, 这是一个联合工作组，是H.264/AVC的工作组，始于2001年，推出了H.264。**H.264是ITU体系的名字，它在MPEG和ISO体系中，叫做AVC，**对应的标准号是614496-10。这一标准在2003年推出之后，叫做高清视频标准，现在应用于互联网、广电、编解码体系。该标准当前仍是全球使用最多领域的视频编解码标准。

2009年，ITU成立了工作组JCT-VC（Joint Collaborative Team on Video Coding），是H.265/HEVC的工作组，始于2010年。它主要研究超高清标准，即H.265，在MPEG体系中称为HEVC。专利问题使H.265难以普及，因此，这一标准被分成多个派系。

2013年4月，ITU-T和ISO/IEC颁布H.265/HEVC标准。

2017年，ITU成立了工作组JVET（Joint Video Experts Team），H.266/VCC的工作组，始于2017年；2015-2017年调研阶段，为Joint Video Exploration Team。它开发了H.266。它是比8K和VR更高的标准，在ISO体系中，被称为VVC。

2020年，今年7月，德国Fraunhofer HHI（通信研究所）正式公布了新一代的视频编码标准化技术，并定名为H.266/VVC。

二、AOM阵营，美国几个互联网巨头势头很猛

AOM阵营以谷歌为代表。互联网公司对专利、代码不开放性有很多质疑，因此制定了另一个编码体系，叫做“VP8”。VP8的性能、功能有缺陷，因此只在谷歌内部使用。

由于H.26X相关标准都是收费的，一直崇尚开源的谷歌主导颁布了VP8 VP9系列开源标准，随着开放联盟（ AOMedia）的成立，其在2016年4月7日发布免版税、开源的新视频编码标准AV1第一版Version0.1.0 。开放媒体联盟（Alliance for Open Media）是谷歌、微软、Netflix等多家科技巨头成立联盟，联盟旨在通过制定全新、开放、免版权费的视频编码标准和视频格式，为下一代多媒体体验创造新的机遇。

2011年至2013年，谷歌推出VP9，也被其他公司采用，例如Netflix。

后来，谷歌、微软、Netflix形成联盟，叫做Alliance for Open Media，简称AOM。这一联盟以谷歌为首，制定音视频标准，与ISO、ITU对等。

2018年，AOM推出AV1，在美国应用较广。AV1在Chrome、Firefox浏览器中都有。

三、AVS联盟，中国自主一代，加大投入

还有一个阵营叫做AVS，成立于2003年。那时，专利问题给中国DVD市场带来许多困难，信息产业部（今工信部）成立相关部门，并制定标准，于2003年推出AVS1，2012年推出AVS2第一版。2017年，冻结AVS2。2019年，推出AVS3。北大清华交大北邮中科院等高校在AVS中起到中流砥柱作用，华为中兴腾讯广科院持续参与和贡献其中，中国移动和咪咕公司也参与了标准的制定。

AVS是我国具备自主知识产权的信源编码标准，AVS标准的确立最早可以追溯至2002年的DVD专利事件，正是因为此事件推动了AVS标准的产生。从2002年AVS确立到2003年第一代标准AVS1基本完成，再到随后中国高清电视广播使用AVS标准，2012年启动AVS2标准的制定，2015年完成AVS2标准的制订，2016年AVS被批准为国家标准并成为广电行业标准，最近的2018年3月份AVS3正式启动。

上图梳理了现有编解码标准。也是音视频标准的三个阵营。

到这里，本节对视频编解码标准的历史回顾，暂告一段落，禁不住感慨一下。小编作为二十多年移动通信人，搞标准十余年，深度参与和投入了3GPP、GSMA的传统通信组织，更根据互联网发展参加了W3C、ITU的讨论，对标准文件、标准组织、标准人都非常有感情。对比移动通信编解码标准的发展，3GPP历经数代Release版本，我们参与其中而充满无数记录、尊重、纪念。

AVS就像十多年前3G时代，中国力推的TD-CDMA标准，对比全球另外两个WCDMA、CDMA2000阵营，我们很艰难但决心满满。通信人数年的努力，在4G商用时代，LTE标准已能融合TDD、FDD两种模式，中国力推的标准成为国际真正的标准。在5G当前建设的时代，中国通信人的通信标准更在全球主导和引领。这里的成就靠的国人通信人的智慧、坚持、主动，也离不开国家和产业的整体推进。

期待AVS能越来越强，通过视频人的智慧、坚持，通过产业共同努力，成为全球更有影响力的视频编解码标准。

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