数字电视专利技术的现状与对策分析 - 文章

数字电视专利技术的现状与对策分析

作者：陈曦魏纬

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一、数字电视简介

数字电视是电视技术的一次革命，被各国视为新世纪的“战略技术”。它与第三代移动通信和新一代因特网一起构成了21世纪的三大信息基础设施。我国国家发改委已把数字电视列为未来5年产值愈千亿元的产业之一。

数字电视的概念最早是于20世纪80年代由欧洲率先提出的，随后欧洲、美国、日本的研发机构和企业纷纷迅速开展了数字电视技术的研发以及标准的制订，并分别于1995年、1997年和2001年制订出了数字电视标准。

数字电视的全部流程包括制作编辑、信号处理、广播传输和接收显示等几个阶段，其中所包含的技术内容非常庞杂，涵盖了信源编解码、信道传输、条件接收、中间件、流媒体技术、内容保护等多个方面，本文难以逐一论述分析。然而数字电视的核心技术可以归结为信源编码和信道编码，能够参与该领域技术研发的企业和公司一般具有较雄厚的经济实力和技术实力，另外在确定了发送端的编码技术后，接收端的解码技术也就相对确定了。

因此，本文在对数字电视专利技术进行分析时，仅对涉及核心技术的发送端编码领域的专利进行了统计：在中国专利数据库中使用了分类号结合关键词进行检索，得到专利申请4948篇，下面将以此为样本进行分析, 希望对业内人士有所帮助。由于作者水平有限，在专利态势分析中难免有不当之处，敬请谅解。

二、国内外数字电视专利技术现状

1.中国专利申请的总体情况分析

下图显示了从1985年至2005年中国专利数据库中在数字电视领域专利申请量的逐年变化趋势。需要说明的是，由于我国的发明专利实行的是申请18个月后才公开的制度，一般专利数据都存在两年左右的失真期，因此只有2004年以前的数据能比较准确地反映数字电视技术的发展趋势，而2005年和2006年由于部分申请尚未公开，不能准确的反映实际申请量。

图1 数字电视领域专利申请量的逐年变化趋势

从图1可以看出，有关数字电视领域的专利申请从1994年开始才具备一定规模，达到100件以上这可能与1994年ISO/IEC制订完成了里程碑式的信源编码标准MPEG-2有关。图像压缩标准MPEG-2的完成解决了海量图像数据的压缩问题，使得从模拟电视向数字电视的转变成为可能。在这一年数字电视领域的技术研发取得了一定的突破，技术应用也有一定的进展，各大国际厂商在此时机，纷纷加大自己的专利申请量，以形成自身的专利战略部署。在此基础上，美国、欧洲迅速开始构建ATSC和DVB两大数字电视标准体系，有关数字电视的申请在此之后稳步增长。

1999年数字电视的申请量有所降低，这可能与东南亚经济危机的后续影响，世界经济形势不景气有关。在此之后数字电视申请量开始逐年快速增长。特别是在2003年申请量达到了703件，比2002年的449件增长了56.6%，呈现出跳跃式的增长，这可能与这一年中国着手制定数字电视标准，大大促进了国内各院校单位对数字电视的研究有关。由此可以看出，从上世纪90年代末开始，在全球范围内，数字电视一直处于渐进式增长状态中，它已成为当前和未来一段时期全球高新技术产业的一个竞争重点，各方面材料显示，数字电视的产业高潮即将来临。

2.各国家地区在中国的总体申请情况分析

表1 各国数字电视的主要标准

数字电视广播主要通过卫星、有线电视和地面无线这三种传输方式实现，由于卫星和有线电视的传输环境相对简单，所以其制式争议不大，目前卫星广播系统信道编码主要采用QPSK调制，有线广播系统信道编码采用基于多电平的QAM调制。但是，由于地面电视的传播环境恶劣，比如容易受到地形、高楼遮挡，以及模拟和数字同频道信号、邻频道信号及地面脉冲等的影响，对于采用何种制式，目前各国存在分歧。尤其是地面数字电视广播牵涉到与移动通信、移动因特网的融合，即三网合一，深刻影响着诸如信息服务业和接收终端制造业的发展，因而成为国际数字电视产业竞争的制高点。国际上，地面数字广播传输系统有单载波和多载波两种传输方式，美国的ATSC方案采用的是单载波调制方式，欧洲的DVB-T和日本的ISDB-T方案都采用的是多载波调制方式。因此，以信道编码即数字电视传输技术为线索来分析各国家地区的专利申请，这里将欧洲作为一个整体区域，主要包括法国、荷兰、德国、英国等国家。

图2 各国家地区在中国专利申请量比较

从图2可以看出，在我国数字电视领域申请量最高的是日本，这与日本非常重视其在中国的市场和积极推行专利战略有关。其次是中国、欧洲、韩国和美国。目前我国也正在着手制定中国自己的信源编码和信道编码的标准，致力于摆脱对国外专利技术的依赖，因此申请量较高。

3、各国家地区的专利逐年发展情况分析

图3 各国在中国专利申请量的逐年变化趋势

美国：从图3可以看出，美国在中国数字电视领域的专利申请量从1994年开始达到35件，至1998年申请量基本保持平稳。美国在数字电视系统研究方面起步最早，1982年就成立了先进电视制式委员会，简称ATSC，1993年组成了数字HDTV大联盟，1995年研制开发出称为ATSC的数字电视传送系统标准。在90年代中期美国在数字电视领域处于领先地位。在1999-2000年期间，美国数字电视专利申请量略有下滑。其原因就在于，ATSC在制定8-VSB单载波标准时只考虑了固定接收。在1998年美国首播数字高清晰度电视之后，由于在多径环境下的接收困难和广播运营商对移动接收的要求，ATSC标准受到广泛的质疑。

而欧洲的DVB-T标准由于具有移动接收和单频网的优势，从1998年开始在全球各地与ATSC标准展开了一系列市场争夺活动。因此，在这两年的专利申请量上两者呈现出各异的变化。

为此，ATSC进行了改进，其改进方案大体是沿着两个方向进行，1)在多径环境下，改善固定的接收效果；2)移动接收的解决方案。因此，从2001年，其专利申请量又有所回升。可以预期，将来的ATSC标准将包括双重传输模式：1)目前的ATSC-8VSB标准；2)移动模式。

欧洲：欧洲的专利申请量则始终稳步增长，1997年欧洲研制开发出称为DVB的数字电视传送系统标准。因此从1998年开始，相关数字电视申请量开始不断增长，从2000年开始高速增长，并在2003年达到一个高峰。从1995年开始，欧洲在中国的专利申请中，PCT专利申请基本保持在85%以上。这充分反映了欧洲在数字电视领域的国际竞争力。

欧洲方案的综合频带利用率比美国的VSB方案低，因此是以系统传输容量为代价来换取系统的抗多径性能。欧洲系统在交织深度、抗脉冲噪声干扰方面存在明显不足。因此欧洲先后分别设置了MOTIVATE、MCP和DRIVE等项目，专门研究该标准在移动接收方面的实际应用技术。为了克服DVB-T尚存在的技术不足, 2003年又启动了DVB-H技术标准的研究，以期在DVB-T标准基础上，解决大单频网条件下的小型手持信息终端的稳定接收问题。可见欧洲一直在持续研究解决数字电视的移动接收技术和容纳各种业务的实际应用问题。

此外，在采用QPSK调制和级联卷积与RS信道编码的DVB-S标准迅速获得成功，而被世界上大多数的卫星运营商用于电视和数据广播业务之后，欧洲又引入DVB-DSNG标准，规定使用8PSK和16QAM调制，用于卫星新闻采集和节目传送业务。随着数字信号处理技术的进步，尤其是近十年误码保护编码技术的突破，欧洲又提出了新一代数字视频卫星广播标准DVB-S2，提案在2004年1月已经公布，DVB-S2是采用BCH码(外码)和低密度奇偶校验码LDPC(内码)级联的新的信道编码方案和高阶调制的组合，其结果在给定的转发器带宽和发射机EIRP的情况下，传输容量可以增加30%。

由此可见，不断拓展新的应用以满足新的需求是欧洲在数字电视领域的专利申请量持续增长的强劲动力。

日本：从1994年开始至1998年，日本在中国的专利申请量的增长速度都非常快，申请量比美国和欧洲高出许多，但是在2000年受亚洲金融危机的后续影响，日本的申请量呈现了较大幅度的降低，之后又立即回升。日本的数字电视标准是由欧洲的DVB-T衍生出来的集中在日本本国的ISDB-T。

实际上，日本世界上最早研制高清晰度电视的国家。早在1972年，日本就研制出了扫描线为1125行的电视系统，率先向国际电信联盟(ITU-R)提出了模拟高清晰度电视提案。1984年又提出了多重亚取样编码(MUSE)的模拟传输制式，以模拟方式实现的高清晰度电视在日本得到了较好的发展，到2001 年，日本本土已拥有100万台模拟高清晰度电视接收机。

但是，进入20世纪90年代后，以数字压缩技术为代表的图像编解码技术、数字通信技术得到迅速发展同时，图像压缩和集成电路技术的实用化，使数字图像技术走向千家万户。1997年欧洲DVB和美国ATSC两大数字电视信道传输标准相继完成，MPEG-2信源编码标准和DVB/ATSC信道标准的结合，在1997年形成了数字电视的解决方案。1998年，日本最终放弃了模拟制式，在模拟高清晰度电视对决数字电视的国际大战中败下阵来。

为保护本国电视工业和相关产业的重大利益, 日本于1996年开始启动自主的数字电视传输标准研发项目。通过研究比较，日本决定以OFDM多载波技术为基本技术路线，在欧洲COFDM技术的基础上，增加具有自主知识产权的分段OFDM技术，可使每段频谱传输不同的应用，以面向室内外固定接收HDTV和移动接收SDTV并支持单频网为基本技术需求，还可以面向扩展的多媒体分级传输服务。

1998年日本将这一称为BTS-OFDM的技术体制定为日本地面数字电视广播传输标准ISDB-T。该标准于2001年被正式接受为ITU的第三个数字电视传输国际标准。

日本的地面数字广播计划于2006年全境开播，2011年停止模拟广播。日本尽管起步较晚，但凭借着经济基础和多年HDTV生产经验，加上先进的DTV技术和工艺，目前在HDTV演播室设备、高密度记录及HDTV显示器件等产品化技术方面堪称世界一流。因此日本仍是数字电视技术、设备和产品的出口大国。

中国：我国有关数字电视领域的专利申请量是从2000年开始迅速攀升，在2003年申请量达到了218件，比2002年的91件增长了140%，呈现出跳跃式的增长，这可能与这一年中国着手制定数字电视标准，大大促进了国内各院校单位对数字电视的研究有关。在2005年的申请量甚至达到了301件，超过了美国、欧洲、日本。这主要因为目前我国正在研究制定数字电视地面传输标准和数字音视频编解码标准，同时也标志着我国在数字电视领域的研究达到了一个新的高度。

(1)数字电视地面传输标准

早在1996年，我国便开始了数字电视的研究工作，当时，数字电视被列入原国家科委“八五”重大科技产业工程项目，并成立了从事数字高清晰度电视的总体组。

2001年国家标准化委员会向全社会广泛征集具有我国自主知识产权的地面数字电视传输标准方案，入围的有五套方案，包括有DMB-T标准和ADTB-T标准两套方案。

我国原定于2003年年底前公布数字电视地面播出标准，因此，2003年曾经被称为是中国数字电视元年。但是至今，我国地面传输标准仍未出台。而欧洲标准已经在利用中国标准推迟出台的时间差，大举圈地，试图以事实标准的地位获得国家标准认定，这在一定程度上影响了我国数字化电视的产业发展。

(2)数字音视频编解码标准

目前，包括我国已经研制出的多种数字电视地面传输标准在内，数字电视标准的信源编码都是采用MPEG-2。近年来，随着互联网宽带的普及，以及网络中各种节目的自由流传，新一代视音频编码技术开始兴起，主要包括：微软的WMV、Real的RMVB、MPEG-4和H.264。

为了使数字电视产业减少国外专利制约，我国于2002年6月批准成立了数字音视频编解码技术标准(AVS)工作组，任务是制定自己的信源编码标准。该标准的视频部分已正式通过国家标准化管理委员会审批，成为推荐性国家标准，并于2006年3月开始实施。主要提案单位包括中国科学院计算技术研究所、清华大学、浙江大学、上海广电(集团)有限公司、华为技术有限公司等科研机构和企业。

四、中国数字电视领域专利申请人分析

表2 数字电视专利技术国外申请人排序

表2列出了在中国专利数据库中申请量在前15位的国外申请人，其中日本公司有7家，欧洲公司有4家，美国有1家，韩国有3家。这些公司在中国的专利申请量都呈逐年增长趋势，说明由于数字电视在中国拥有的巨大发展前景，各大国际公司正越来越关注中国市场，纷纷加大在华高端彩电的产量和投资力度，面对国际巨头备战中国数字电视市场的局面，我国的数字电视产业要做好充分的准备，在核心技术和关键元器件领域掌握主动权，增强核心竞争力。

表3 数字电视专利技术国内申请人排序

表3列出了我国在数字电视领域申请量前15位的国内申请人。比较表2和表3可以看出，我国虽然在数字电视领域国内申请总量位居第三，但是由于国内申请比较分散，导致目前没有一个拥有100件以上申请量的申请人。近年来随着手机电视技术的迅速发展，在通信领域居于领先地位的华为公司也开始在数字电视领域加大了研发力度，这说明国内已出现部分拥有雄厚经济实力和技术实力的企业，并开始运用知识产权产略，促进企业的可持续发展。

数字电视的特点与模拟系统的技术和管理模式不同：数字电视是在技术集成的基础上形成的产业，而且未来的数字电视标准应该是一个完整的标准体系，各个环节具有很强的技术关联性，所以需要我国企业与科研院校在目前技术力量分散的现状下发展面向提高产业竞争力的合作。在数字化发展的趋势下，中国彩电企业可以和科研院校强强联合，通过充分利用已掌握的核心技术和关键器件的生产技术，通过发展联盟，争取在新的领域和高层次上迅速跟进，占据技术的制高点。

五、数字电视的专利战略分析

1、外国公司的主要专利战略

面对中国正在孕育的未来年均千亿产值的大市场，美日欧等各大国外厂商纷纷通过各种方式积极抢占中国市场，推进在中国的专利战略部署。

(1)跑马圈地战略：通过大量申请专利的方式取得知识产权，利用中国是一个发展中国家，技术水平较低，在中国企业尚未具备与他们抗衡能力的时候抢先占据有利的地位，以建立或维持在相关领域的垄断地位。当这些跨国公司在中国完成他们的专利布局后就会向国内企业发起专利攻势。例如美国高通公司在第三代移动通信标准制订之际，仅2000年-2003年就在中国申请了1117项专利，从而奠定了该公司在3G通信标准中的垄断地位。

(2)欲擒先纵战略：锁定潜在及未来市场，待中国企业把市场培育发展起来之后，再收紧包围圈，大举进攻收取巨额专利费。当年“中国制造”的DVD在全球市场占有率达到了2/3，国产品牌占有绝对的优势，在我国的DVD产业发展到如火如荼的时候，国外七大拥有DVD核心技术的厂商即6C联盟成员(包括东芝、日立、三菱、时代华纳、松下、JVC等)联合向我国国内的DVD整机生产厂家征收产品净售价的4%或每台4美元的技术专利使用费。最终导致国产品牌几乎全军覆没，只能为国外品牌做代工。

现在美国将再次祭出数字电视标准的“杀手锏”，按照美国联邦通信委员会(FCC)对外公开的数字电视进程，2007年3月1日之后，在美国国内销售的所有电视机都必须是数字电视，而且不管哪个国家、地区的彩电企业，要出口电视到美国市场，都需要符合ATSC标准的技术规范。由于这个标准背后捆绑着专利，这些专利来自于国外各大企业，进口电视要符合标准就必须向这些拥有专利的企业缴纳专利费。因此，最近已经有十多家外国公司向中国彩电企业提出了收取数字电视专利费的要求，总要价20~30美元/台。而中国彩电出口美国的利润很微薄，平均一台利润大约只有2~3美元。自此中国的彩电巨头开始了与美国谈判出口专利费的拉锯战。目前厦华、夏新、新科、TCL、长虹、康佳、创维、海信、海尔、上广电10家彩电巨头联合成立了深圳市中彩联科技有限公司，主要负责与美国数字电视专利权持有者进行相关知识产权谈判。

显而易见，国外厂商从高端发力，从核心技术层面赚取利润的作法几乎已成为跨国企业的拿手好戏。有迹象表明，欧洲标准也开始向中国彩电企业伸出收费之手，紧随其后的将是我国数码相机生产企业，而且相类似的考验还会源源不断的发生。

(3)强强联盟战略：实力相当的企业相互合作，进行专利的交叉许可，最后形成企业联盟，对外发布联合许可声明，最终构成对整个行业的技术控制，从而形成事实标准。技术开发商强强联手，组成企业联盟，将其几千项专利捆绑于一体，构筑了坚固的技术壁垒，在联盟内相互优惠使用彼此的专利技术，但对外一致，收取统一的专利使用费。例如向DVD收费的3C、6C联盟，欧洲的DVB标准都是非常成功的专利池联盟。据统计，全球500强企业有60个主要的战略联盟，联合战线已成为众多企业的理想之选，通过联盟在群体内优势互补，成为行业中的佼佼者甚至占据垄断地位是联盟企业的最终目的。

2、我国的知识产权战略对策

在经济全球化和贸易自由化的条件下，知识产权已成为企业甚至国家之间竞争的重要手段，我国企业在技术实力和知识产权方面，基础较为薄弱，因此更应当积极面对知识产权纠纷，学会综合运用专利战略。

(1) 积极组织行业协会及企业联合会等，与政府有关主管部门加强沟通，帮助行业内各类型企业，特别对民营企业进行引导。充分发挥行业协会在知识产权保护中的自律组织作用及政府与企业之间的桥梁作用，实施整体知识产权策略，构建专利联盟或专利池，从而强化国内企业的竞争能力。

(2)在企业中成立专门的知识产权机构，专门负责研究知识产权战略体系，以应对各种知识产权纠纷，才能在国际竞争中化被动为主动，从根本上实现企业的可持续发展和利益最大化。建立专利信息中心收集负责收集与本企业产品相关的专利信息，构建知识产权保护网，据世界知识产权组织(WIPO)统计表明，每年新技术发明创造的90%以上都会在专利文献中检索到，因此可以对相似技术进行排查并通过专业人员对相关内容进行侵权分析，在不构成侵权的情况下，使企业的研发人员了解本行业的技术发展趋势，为创新项目提供方向，保持研究开发中的合法性。

(3)技术跟踪、交叉许可。密切注意各项新技术对市场的潜在影响，分析新技术与本企业现在产品结合可能产生的效应，如果证明该新技术具有巨大的市场价值时，可进行跟踪研究，尽快开发出相关产品，这样可以省去大量的开发经费及人力和时间，有效地避免了投资失误。对短期内无法拥有核心专利的技术，通过引进、消化、吸收及再创新，开发出一批围绕原核心专利的应用技术专利，并形成对原核心专利的包围网，通过交叉许可，取得发展的空间。

(4)充分利用以过期的专利技术。发明专利的保护期限为20年，实用新型和外观设计为10年，再加上专利无效、驳回和视为撤的专利，每年都会有大量的国内外专利技术进入公共领域，成为可以使用的免费技术。通过使用已公开公知的技术，再加上本企业对其进行有效的专利技术改造，可以不必自己开发而可赢得整体产品技术研发方案的专利。注意随时追踪检索现有的专利技术，一旦发现有失效而又适用的专利技术便及时跟进开发，企业找到的将不仅是可免费使用的企业急需的适用技术，而且从失效的专利技术中受到启发，可萌发新的发明点，并开发出新的产品。

(5)收购核心技术。对于已由其它公司成功研发并已申请专利的核心技术，而此技术又与本公司大力发展的产业密切关联的情况下，可在许可的条件下，采取收购的方式，将竞争对手的专利权购买下来，从而实现对市场的独占地位。

结束语

数字电视的迅猛发展将引发一场信息技术的革命，数字电视与通信技术、网络技术的融合又会衍生出手机电视、网络电视等一系列新的媒体技术，并推动一个国家的产业换代，创造新的商业机会和就业机会，甚至导致资源和财富的重新分配。在这场没有硝烟的技术战争中，我国只有积极面对，切实重视知识产权，从国家，行业，企业，人才等几个方面实施一系列的知识产权战略，才能在国际竞争中充分利用知识产权武器，维护公平竞争秩序，提高整体竞争力。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/26/2007)


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