從模擬電視到標清、高清（全高清）、超高清4K/8K，視頻編解碼技術存在兩次大的技術躍遷。從模擬電視到標清數(shù)字電視是一次大的技術躍遷，從標清到高清（全高清）主要是分辨率和色彩還原度的提升，從高清（全高清）到超高清是新的一次技術躍遷，而不是一次簡單的分辨率提升。

《超高清視頻產業(yè)行動計劃》出爐，央視引領新一輪超高清4K投資浪潮。今年三月多部委聯(lián)合印發(fā)《超高清視頻產業(yè)發(fā)展行動計劃》，北京瞄準2022年冬奧會轉播直播需求，央視開啟新一輪超高清4K投資浪潮，超高清賽道將在未來2-3年持續(xù)保持高景氣狀態(tài)。

視頻編解碼核心器件領域，海外巨頭積累深厚，國內呈現(xiàn)寡頭壟斷。視頻編解碼是賽道的核心技術環(huán)節(jié)，海外巨頭積累深厚，在國內上一輪從模擬到數(shù)字更迭的浪潮中獲得了國內市場的較大份額，并持續(xù)鞏固了領先優(yōu)勢，使得國內廠商在標清、高清（全高清）時代一直面臨著較大的市場競爭壓力，經過過去二十年的大浪淘沙，國內視頻編解碼核心器件的競爭廠商已為數(shù)不多，呈現(xiàn)出明顯的寡頭壟斷格局。

技術路線各有千秋，場景是關鍵。從行業(yè)的技術路徑來看，編解碼領域主要分為三種，分別是基于FPGA/ASIC架構的硬編碼、基于CPU架構的軟編碼以及基于CPU GPU架構的服務器硬編碼（產業(yè)鏈調研中也有業(yè)內人士稱其為軟編碼）?？偟膩碚f，技術路線沒有絕對的優(yōu)劣，更多是基于不同場景下的技術路線選擇。

海外H.265專利收費現(xiàn)亂局，自主可控AVS有望彎道超車。自2013年發(fā)布的H.265專利現(xiàn)收費亂局，超高清編碼標準亟需建立新的行業(yè)標準。國產AVS標準突圍，AVS2對標H.265主打4K，AVS3有望引領8K潮流。AVS2相比H.265略有劣勢，但是AVS3有望彎道超車，自主可控成為超高清視頻賽道未來發(fā)展的核心驅動力。

4K先行，兼顧8K，產業(yè)落地面臨加速，超高清賽道后應用前景廣闊。海外超高清視頻起步較早，同樣4K先行。《超高清視頻產業(yè)發(fā)展行動計劃》提出“4K先行，兼顧8K”，伴隨著中國超高清產業(yè)步伐加快落地，賽道后應用前景廣闊，三年劍指四萬億產業(yè)規(guī)模，廣播電視、文教娛樂領域將首先得到應用。

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風險提示：產業(yè)投資和政策實施進度低于預期的風險；技術更新風險；宏觀環(huán)境低于預期的風險。

從模擬電視到標清、高清（全高清）、超高清4K/8K，存在兩次大的技術躍遷。

模擬電視vs數(shù)字電視。模擬電視的圖像信號的產生、傳輸、處理到接收機的復原，整個過程幾乎都是在模擬體制下完成的。其特點是采用時間軸取樣，每幀在垂直方向取樣，以幅度調制方式傳送電視圖象信號。為降低頻帶，同時避開人眼對圖象重現(xiàn)的敏感頻率，將一幀圖象又分成奇、偶兩場掃描。存在易受干擾、色度畸變、亮色串擾、行串擾、行蠕動、大面積閃爍、清晰度低和臨場感弱等缺點。而數(shù)字電視將圖象畫面的每一個像素、伴音的每一個音節(jié)都用二進制數(shù)編碼成多位數(shù)碼，再經過高效的信源壓縮編碼和前向糾錯、交織與調制等信道編碼后，以非常高的比特率進行數(shù)碼流發(fā)射、傳輸和接收。

從模擬電視到標清數(shù)字電視是一次大的技術躍遷。2003年，我國開始全面推廣數(shù)字電視，開始了模擬電視向數(shù)字化過渡的階段。從模擬電視到數(shù)字電視（首先是標清），是一個大的技術變遷，使得不僅頻道數(shù)量從幾十個提升至幾百個，節(jié)目信號也更加清晰，服務范圍也從電視節(jié)目拓展到了交互電視業(yè)務、視頻點播等等，同時對播出的安全有了一定的控制能力。而從產業(yè)鏈來說，不僅僅是終端用戶增加了一個機頂盒，前端的采集、播出、傳輸也進行了整個體系的更換，這是一個跨時代的變遷。

從標清到高清（全高清）主要是分辨率和色彩還原度的提升。2008年，北京奧運會開始采用高清電視技術轉播，我國開始進行數(shù)字高清電視地面?zhèn)鬏數(shù)耐茝V。一方面高清相比標清增加了分辨率，另一方面色彩還原度有了提升，圖像質量更好，但是技術本身并沒有非常明顯的代際提升。而全高清的顯示屏整體物理分辨力要達到1,920×1,080P，也就是水平方向的分辨力要達到1,920個像素，垂直分辨力要達到1,080條掃描線。符合全高清標準的液晶電視，在其面板附近將會以標簽或者作為電視機設計的一部分，用“FULL HD”標示。

從高清（全高清）到超高清是新的一次技術躍遷，而不是一次簡單的分辨率提升。根據(jù)《中國超高清視頻產業(yè)發(fā)展白皮書（2018年）》的定義，超高清從六個大的技術維度進行定義，除了上面提到的分辨率之外還包括：

從超高清4K到8K是對產業(yè)鏈廠商實力的再次考驗。超高清8K的像素數(shù)據(jù)量是4K的4倍，刷新頻率也將達到120Hz，“寬色域，高幀頻，高動態(tài)范圍和沉浸式音”的優(yōu)勢再次顯現(xiàn)，對產業(yè)鏈廠商的技術實力也提出了更高的要求。根據(jù)《中國超高清視頻產業(yè)發(fā)展白皮書（2018年）》，超高清視頻的傳輸，按照H.265標準（350~1000壓縮比），4K視頻傳輸?shù)膫鬏斔俾手辽贋?2~40Mbps，8K視頻傳輸?shù)膫鬏斔俾手辽贋?8~160Mbps。未來隨著5G網絡的普及，將有效滿足4K的視頻傳輸需求，并支持8K視頻傳輸需求。

我們僅以產業(yè)鏈環(huán)節(jié)技術含量較高的編解碼設備為例，央視16套超高清頻道給公司核心編轉碼產品帶來11.9至31.7億元市場空間。到2021年12月之前，中央電視臺計劃完成16個頻道的4K化播出上星（目前已經上線一套CCTV-4K超高清測試頻道），并將在全國各地有線網絡和IPTV進行落地，我們假設每個超高清頻道由 1個有線網絡公司落地、3個運營商IPTV落地（各省二級播控平臺，為三大運營商分別對接二級播控平臺的一個前端），一般均需異地災備，公司的每臺超高清編轉碼設備的價格在30~80萬元之間，因此，僅僅落地編轉碼解決方案就能帶來16*31*（1 3）*2*（30~80萬元）=11.9~31.7億元。而各個地方省份、重點大中城市也將陸續(xù)開設4K超高清頻道，而編解碼設備只是信號傳輸中的一個核心環(huán)節(jié)器件，前端還有采集、收錄、制作、監(jiān)控以及后端的分發(fā)傳輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)，未來整個鏈條的持續(xù)更新?lián)Q代將進一步帶動超高清視頻賽道的編轉碼等多個設備的市場容量進一步提升。

《超高清視頻產業(yè)行動計劃》出爐，央視引領新一輪超高清4K投資浪潮

多部委聯(lián)合印發(fā)超高清視頻產業(yè)發(fā)展行動計劃。2019年3月，工業(yè)和信息化部、國家廣播電視總局和中央廣播電視總臺聯(lián)合印發(fā)《超高清視頻產業(yè)發(fā)展行動計劃（2019-2022年）》，提出按照“4K先行、兼顧8K”的總體技術路線，加快發(fā)展超高清視頻產業(yè)，到2022年，我國超高清視頻產業(yè)總體規(guī)模超過4萬億元。

北京瞄準2022年冬奧會轉播直播需求。2019年6月，北京發(fā)布《北京市超高清視頻產業(yè)發(fā)展行動計劃（2019-2022年）》，提出推動北京超高清視頻關鍵核心技術取得突破、產品創(chuàng)新自主可控、內容制作水平領先，實現(xiàn)2022年北京冬奧會、冬殘奧會4K超高清電視全程直播，8K超高清實驗直播，4K電視用戶達到400萬，支持北京電視臺2020年申請開播4K超高清電視頻道。

央視開啟新一輪超高清4K投資浪潮。中央廣播電視總臺于2018年建立了超高清發(fā)展思路和計劃，分三階段建設，2018年為第一階段，2019年1月-2020年6月為第二階段，2020年7月-2021年12月為第三階段，全面支持4K超高清電視的“采、編、播、存、傳”，計劃將總臺現(xiàn)有的電視演播室、制作島、播出及總控機房等技術平臺全面升級為4K超高清電視系統(tǒng)，建設54套4K制作系統(tǒng)、680套4K便攜式攝像機和1,000套4K后期制作工作站，建設適配總臺4K節(jié)目制播的主備4K信號調度和交換系統(tǒng)、云數(shù)據(jù)中心、網絡傳輸交換系統(tǒng)、節(jié)目生產管理系統(tǒng)、媒體資產管理系統(tǒng)、廣告管理系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)應用系統(tǒng)；建設15套4K頻道播出系統(tǒng)和4K互動電視平臺，實現(xiàn)總臺電視節(jié)目全4K超高清電視制作和播出，并在全網分發(fā)。工程建設總投資為85.5億元，工程各項目建設完成后，每年運行維護及節(jié)目傳輸投入10.94億元，每年4K節(jié)目制作投入約150億元(不含人員等經費)。

視頻編解碼核心器件領域，海外巨頭積累深厚，國內呈現(xiàn)寡頭壟斷

視頻編解碼是賽道的核心技術環(huán)節(jié)，海外巨頭積累深厚（Tandberg甚至有超過80年的技術儲備），在國內上一輪從模擬到數(shù)字更迭的浪潮中獲得了國內市場的較大份額，并持續(xù)鞏固了領先優(yōu)勢，使得國內廠商在標清、高清（全高清）時代一直面臨著較大的市場競爭壓力，經過過去二十年的大浪淘沙，國內視頻編解碼核心器件的競爭廠商已為數(shù)不多，呈現(xiàn)出明顯的寡頭壟斷格局。

技術路線各有千秋，場景是關鍵：

從行業(yè)的技術路徑來看，編解碼領域主要分為三種，分別是基于FPGA/ASIC架構的硬編碼、基于CPU架構的軟編碼以及基于CPU GPU架構的服務器硬編碼（產業(yè)鏈調研中也有業(yè)內人士稱其為軟編碼）。他們各自的核心特點如下表所示。總的來說，技術路線沒有絕對的優(yōu)劣，更多是基于不同場景下的技術路線選擇。

海外H.265專利收費現(xiàn)亂局，自主可控AVS有望彎道超車：

從高清到4K再到8K，看似簡單的清晰度升級，實際上是整個電視系統(tǒng)的全面更新，涉及到采集、制作、傳輸、運營、終端呈現(xiàn)等全產業(yè)鏈環(huán)節(jié)。任何一個成熟行業(yè)的發(fā)展都離不開行業(yè)初期標準和規(guī)范的建立以及后續(xù)持續(xù)的調整修訂，而標準和規(guī)范制定的參與者有望在行業(yè)的發(fā)展中取得先發(fā)優(yōu)勢。

H.265專利收費現(xiàn)亂局，超高清編碼標準亟需建立新的行業(yè)標準。已發(fā)展6年的標準H.265，目前呈現(xiàn)專利許可亂局問題（一方面MPEG LA提高了H.265的收費標準，另一方面，有不少的專利持有者并沒有加入MPEG LA專利池，提出單獨收取專利費的訴求，甚至單獨成立另一個收費組織HEVC Advance，要求H.265使用者也再次繳費，并且費用高于MPEG LA。目前已經建立了三個針對H.265/HEVC的專利池，除了老牌的MPEG LA外，還有HEVC Advance和Velos Media發(fā)起的專利池<詳見下圖>），專利費用高，大大影響超高清視頻產業(yè)的發(fā)展。如果超高清視頻的編碼技術繼續(xù)在H.265上發(fā)展H.266的話，整個技術路線可能會越來越混亂。即使連制定H.264標準組織MPEG的國際組織創(chuàng)始人Leonardo博士也對此表示了擔憂，未來將會大大增加使用相關專利的企業(yè)的成本。古話說得好，“不破不立”，制定一套全新的不基于H.265的編碼標準，引入更多的競爭機制，降低下游企業(yè)的專利成本壓力，可能才是超高清視頻行業(yè)未來的出路。

國產AVS標準突圍，AVS2對標H.265主打4K，AVS3有望引領8K潮流。我國于2010年起開始著手組織制定的第二代具有自主知識產權的音視頻編解碼標準（AVS2），定位在引領未來五到十年數(shù)字媒體產業(yè)的發(fā)展，支持超高分辨率（至少為4K×2K）視頻的高效編碼、三維視頻和多視角視頻的高效編碼、立體聲、多聲道及三維音頻的高效有損及無損編碼。目前，AVS2的視頻部分于2016年發(fā)布，AVS2視頻標準也成為了廣電總局印發(fā)的《4K超高清電視技術應用實施指南（2018版）》采用的唯一視頻編碼標準，同時2018年被頒布為IEEE（電氣電子工程師學會）國際標準，并被全球超高清聯(lián)盟采納，UHD Forum也于2018年4月把AVS2列為和H.265并列的候選標準，推薦給全球的TV和視頻業(yè)務運營商使用，代表了我國自主知識產權的視頻編解碼標準突破了歐美高收費專利池的限制。2018年10月1日開播的央視4K超高清頻道采用了AVS2國家標準、國密算法的CA和國產編碼設備、自主芯片等，助力自主可控的AVS標準突圍。2019年3月，數(shù)字音視頻編解碼技術（AVS）標準工作組已完成我國第三代國家數(shù)字視頻編解碼技術標準AVS3基準檔次的制定工作，相比AVS2的碼率減少30%，面向8K的超高清視頻場景。而根據(jù)2018年12月12日科技部發(fā)布的《“科技冬奧”重點專項2019年度第一批項目申報指南》，“4.2冬奧超高清8K數(shù)字轉播技術與系統(tǒng)”中明確要求“研究具有國產自主產權的編解碼技術AVS3.0和8K編解碼設備”，因此我們預計AVS3將于2022年之前投入產業(yè)應用（與AVS工作組官網公布的時間點一致）。

AVS2相比H.265略有劣勢，但是AVS3有望彎道超車。根據(jù)Il-Koo Kim等人2014年在IEEE上發(fā)表的論文《Coding efficiency comparison of new video coding standards: HEVC vs VP9 vs AVS2 video》，無論是在隨機訪問和低延時條件下，HEVC相對AVS2整體上表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢（以峰值信噪比PSNR和編解碼時間為評價標準）。而未來的AVS3將進一步提升性能，有望實現(xiàn)AVS3對標H.266標準的彎道超車。

4K先行，兼顧8K，產業(yè)落地面臨加速，超高清賽道后應用前景廣闊

海外超高清視頻起步較早，同樣4K先行。日本在2008年國際廣播電視博覽會上已實現(xiàn)全球首次實時4K超高清電視系統(tǒng)演示，韓國2012年便在全球首先進行基于地面數(shù)字電視廣播網絡的UHDTV傳輸試驗，2015年其超高清頻道已實現(xiàn)商用，在超高清面板制造方面具有技術和品牌先發(fā)優(yōu)勢。在倫敦奧運會、里約奧運會，NHK進行了8K超高清電視錄制和部分地區(qū)的實時轉播。歐洲2015年6月推出首個4K超高清頻道，截止目前共開播23個4K頻道。美國10多家主要傳統(tǒng)電視臺和互聯(lián)網新興媒體等均開展了4K點播/直播業(yè)務。

4K先行，兼顧8K。8K的分辨率達到7,680*4,320，是4K的4,096*2,160的數(shù)據(jù)量的3.75倍，支持國際標準的廣色域、每秒120幀的逐行掃描，因此可以生成極其細致的影像，進一步增強有用戶體現(xiàn)。但是同樣也需要屏幕、解碼器芯片、視頻資源同步支持8K才能展現(xiàn)其優(yōu)質畫質。8K的總像素達到了3,300萬，但是目前很多專業(yè)相機的像素也就2,400萬左右（多個相機廠商已經推出了8K專業(yè)攝影機），當前支持8K超高清的硬件設備的成本依然較高。另外，從8K的存儲空間來看，1分鐘的8K視頻大約需要194GB、20分鐘需要4TB的存儲空間，大大增加了對存儲的需求和成本。8K的內容資源也更為匱乏，而HIS和J.P. Morgan于2018年Q1的預測也顯示2020年8K彩電的滲透率可能僅僅達到約1%。總之，從整個產業(yè)的進度來看需要在4K領域有更深入的發(fā)展、產品形態(tài)和上下游生態(tài)結合更加緊密、硬件成本明顯下降、8K技術進一步突破之后，才是大力發(fā)展8K的時機。

中國超高清產業(yè)步伐加快落地。2018年10月1日，中央廣播電視總臺開播國內首個上星超高清電視頻道--CCTV 4K超高清頻道（通過中星6A衛(wèi)星和全國有線電視干線網向全國傳輸）。2019年春節(jié)，中央廣播電視總臺春節(jié)聯(lián)歡晚會主會場搭建了包括12臺4K攝像機在內的超高清制播系統(tǒng)。而全國首個省級電視4K超高清頻道--廣東臺綜藝頻道4K超高清節(jié)目也于2019年10月正式開播，這是全國首個開播的省級電視4K超高清頻道。2019年10月1日的70周年國慶閱兵盛典，中央廣播電視臺成功完成了首次5G 4K超高清直播，讓觀眾享受50幀原畫臨境畫質，并在全國70家影院進行了歷史上首次4K超高清信號通過衛(wèi)星傳輸引入院線。4K超高清落地已不存在關鍵技術制約，伴隨著超高清視頻內容的逐步豐富，未來4K超高清的產業(yè)步伐面臨加速。

廣播電視、文教娛樂領域將首先得到應用。根據(jù)工業(yè)和信息化部部長苗圩在2019年5月9日的廣州召開的2019世界超高清視頻（4K/8K）產業(yè)發(fā)展大會上的數(shù)據(jù)，“2018年三大電信運營商4K機頂盒用戶數(shù)達到1.5億”，這也成為了未來超高清視頻生根發(fā)芽的肥沃土壤。視頻技術從高清向超高清視頻的演進中，不僅會引發(fā)芯片、顯示面板、網絡傳輸?shù)犬a業(yè)鏈硬件各環(huán)節(jié)的升級換代，而且驅動了廣播電視、文教娛樂等產業(yè)鏈下游行業(yè)以視頻為核心的數(shù)字化轉型，未來我們預計超高清視頻在安防監(jiān)控、智能制造、無人工廠、智能交通等行業(yè)也將有廣泛應用。