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CPA Global:從專利分析來看HEVC視訊生態系統如何演進

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CPA Global 發表於 2018年9月12日

 

圖 CPA Global:從專利分析來看HEVC視訊生態系統如何演進


CPA Global 最近使用 Innography 軟體完成了高效率視訊編碼 (HEVC) 技術的高階分析。為瞭解環繞 HEVC 技術的專利及授權情況,CPA Global 找出所有 HEVC 相關專利和 HEVC 各專利池內已宣告的專利。技術專家們針對共計 6410 個專利家族加以識別及人工審視,以找出業界主要的參與者,並幫助想要探索 HEVC 的大企業,深入瞭解授權成本、市場趨勢和未來挑戰及解決方案。

HEVC(也稱為 H.265)是最初為了使用一半頻寬提供高畫質視訊編碼所開發的視訊壓縮標準。HEVC 標準描述了動作估算、畫格預測及編碼區塊單元分割的複合演算法,與先前標準 AVC(H.264)相較之下該標準具有兩倍編碼內容壓縮比。

HEVC 與先前採行的 H.264 標準相比,平均位元速率減少 50%,能就指定的視訊畫質等級傳輸必要的最小量資訊。如此即可節省頻寬成本,也能實現更高畫質的電視視訊網際網路傳送。

最新電視技術(4K)含有 1080p(全 HD)四倍數量的像素。若無 HEVC,想以 4K 畫質播送節目的廣播業者即須面對需要高畫質寬頻接收才能實現 4K 播放的挑戰。HEVC 的好處之一在於使得 4K 播放更為可行,讓傳送高畫質節目所花的成本與時間兩者都能減少。

雖然此項技術預計未來將為幾乎所有視訊處理器和顯示裝置所使用,但由於複雜的授權情況,
採用的速度相對的緩慢。

一個開發中的技術

HEVC 的開發在前一視訊編碼標準(AVC)於 2003 年定案後隨即開始。AVC(進階視訊編碼)是區塊導向的動作補償型視訊壓縮標準,一直是錄製、壓縮及散發視訊內容方面最常使用的格式之一。

HEVC主要由多家科技大廠所主導,有:Samsung、Qualcomm、LG、Mediatek、Microsoft、SK Telecom,、Huawei 及數家其他公司。

該標準的主要類型(「8 位元」或 HEVC 的 Profile 8)於 2013 年第一版的標準之下定案。以下圖 1 所示為各項視訊編碼標準的開發時間軸: 

圖 1:視訊編碼時間軸,資料來源:SlideShare

HEVC 標準第一版指定的技術描述了主要的 8 位元編碼類型,自當時起該技術即開始實作到智慧型手機、電腦、電視及機上盒(STB)裡的軟體和硬體解碼器。預計 HEVC 將在未來的十年裡,在衛星、有線電視、廣播、遊戲及串流中採用。

取得所有權

CPA分析團隊就 6410 個專利家族進行分析之後,識別出 993 個相關的 HEVC 專利家族,其中的大多數專利仍由參與第一開發階段的公司與機構所有。這些公司包括 Qualcomm、Samsung、LG、Mediatek 和 Huawei。不過,目前另有約 75 家其他公司與機構擁有定義 HEVC 標準的專利。圖 2 說明了此項技術專利所有人的份額。


圖2:專利所有權分布

專利家族有助於識別專利保護的規模與範圍,深入瞭解為保護一發明在不同司法管轄區所保護的範圍。按照最多產的 HEVC 技術專利所有權人來分析,專利家族數量如下圖所示:
1:排名在前面的專利所有權人

有意思的是,數項專利的所有權近幾年有所變動。分析全部 993 個相關專利家族後發現,約 12% 的專利於專利收購交易中被再轉讓或易主。

表 2:專利交易

專利交易中,以 Panasonic 轉移給其他公司的專利量為最大。最開始,當只有一個專利池體(亦即 MPEG LA)時,Panasonic 於 2014 年將其五個專利家族轉讓給 Tagivan II LLC(MPEG LA 的子公司)。不過後來該公司將 34 個 HEVC 相關專利家族售予 Sun Patent Trust。 

GE Video Compression 的所有 HEVC 相關專利(七個專利家族)全是向德國研究機構 Fraunhofer 所購得;Dolby 的 HEVC 相關專利家族也有將近 75%(12 個家族中有九個)是從Sharp、France Telecom 和 Broadcom 所收購的。

專利池:接管 

雖然 HEVC 標準是由數家不同公司協力開發而來的,但是 HEVC 技術的授權卻不能稱之為類似的協同或統一。宣稱擁有所需技術的公司集團形成了至少三個專利池。這三個專利池的顯著專利授權人為 MPEG LA 、HEVC Advance  和 Velos Media 。

表 3:重要專利池及授權人

上述專利池總共涵蓋超過 4,200 份專利文件,分為約 460 個專利家族。MPEG LA 的宣告專利最多,有 360 個專利家族;HEVC Advance 認列 73  個;Velos Media 有 27 個專利家族。 

這 460 個專利家族中,我們發現有 321 個與 HEVC 標準 8 位元(主要)類型相關。這 321 個專利家族占完整研究中識別為 HEVC 相關的全部(993 個)專利家族的近三分之一。

HEVC以舊有技術為基礎 

HEVC(H.265)標準的開發始於2003 年定案的第一版 AVC(H.264)標準後。從那時起便有持續的研究來開發未來標準,同時進而增強 H.264 技術。HEVC 是 AVC 的演進,它採用了開發前一標準時曾使用的數項技術。圖 4 的圓形圖展示了發現也適用於 AVC 標準的 HEVC 相關專利所佔份量。
 

圖 3:來自 AVC 的舊有技術

經發現,近三分之一的 HEVC 相關專利家族具有適用於 AVC 標準的廣泛涵蓋性與適用性。擁有這兩項視訊編碼技術皆適用之專利的公司,主要是 Fujitsu 及 NTT 和 Panasonic。

HEVC 的授權情況

不同專利池之間的 HEVC 授權費並不統一,這一點很重要,務必需要注意。各專利池各有本身的專利授權策略,依不同類型的專利授權人和裝置類型各異。

藉由研究各種授權架構並與先前編碼技術(AVC)的授權費用相比較之下,CPA Global 已識別 AVC(MPEG LA)、HEVC – MPEG LA 及 HEVC Advance 的繁複授權費用架構,如下。

 表 4:AVC(MPEG LA)的授權費架構

 
表 5:HEVC(MPEG LA )及 HEVC Advance 的授權費架構  
 

 
經過詳細分析,CPA Global 找出了授權交易之間的差異重點:
  • AVC 在於銷售超過五百萬組授權產品的情形之下的授權費用較低
  • AVC 的年度最高權利金較低,為 975 萬美元。對照之下,MPEG LA 的最高年度權利金為 2,500 萬美元,HEVC Advance 為 4,000 萬美元
  • 付費內容經銷商和實況轉播依照 AVC 收費,非依照 HEVC 的 MPEG LA 或 HEVC Advance
    收費
Velos Media 和非專利池授權人(例如 Technicolor)的授權結構仍不可得,如此的不明朗情形可能會使這項技術的採用進一步延緩。

對於銷售超過五百萬組的任何裝置廠商而言,HEVC 已比 AVC 昂貴數倍。而被授權人可能需要自不同專利池以及與這些專利池無附屬關係的公司購買專利(由於專利池僅涵蓋三分之一 HEVC 主要類型相關專利)的現實狀況,將進一步增加成本與複雜度。

未來展望

HEVC 技術的推廣速度比預期緩慢,主要是因為授權架構不夠透明,以及諸如 AV1 及 AVS2 技術與之競爭的情況。於此同時,AVC 技術依然受歡迎,且仍在廣泛使用中。

不同專利池的出現阻礙了 HEVC 專利所有權人明確定義授權的涵蓋範圍與規模。數位主要技術所有人(包括 LG 和 Huawei 在內)並未加入專利池,而例如 Samsung 和 Mediatek 等公司則只宣告了一或多個專利池中部分的相關專利組合。事實上,專利池內僅宣告了三分之一的相關專利。

儘管為部分宣告,HEVC 的授權費用卻顯著比 AVC 更高。裝置製造商可能需要自不同的專利池購買多項授權,如此一來使得成本增加數倍,卻因部分公司依舊未能揭露其授權架構,仍無法確保得到完整專利保護。

業界可能發現,由於環繞專利池的費用架構明顯不同且又繁複,導致難以採行 HEVC 標準。而將近三分之二的相關專利未涵蓋在專利池之內,並有許多專利池的授權架構不透明,這意味著此項技術的採行率在情形更加明朗之前,可能會繼續緩慢發展。

關於CPA Global

CPA Global是全球領先的智慧財產權管理和技術公司,全球超過 10,000 個客戶。CPA Global分支機構遍佈歐洲、美國和亞太地區,為眾多世界知名的企業和律師事務所提供智慧財產權管理軟體、服務、及資訊產品,幫助其控制風險及成本並提升業務能力,實現更大的商業和智慧財產權資產價值。公司旗下核心業務及產品包括海外專利和商標的年費維護,權利人的移轉和變更、專利檢索和分析服務、全球化智慧財產權管理軟體IPONE等。CPA Global於2015年底收購了知名專利資料庫Innography公司。更多CPA Global資訊請詳閱www.cpaglobal.com。

 

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