广播电视先进视频编解码AVSWord格式文档下载.docx
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在技术体系中,AVS+在AVS1-P2(即GB/T20090.2—2006)的基础上,增加了若干关键技术,编码效率得到了显著地提高,更适合广播电视应用。
目前,AVS+包括基准类和广播类,AVS1-P2只包括基准类,因此AVS+兼容AVS1-P2,而AVS1-P2不兼容AVS+。
近年来,我国高清电视频道数量逐步增多,3D电视频道已经开播,无论是卫星、有线还是地面数字电视系统,随着开播频道的增多,传输带宽日趋紧张。
AVS+是我国自主创新的视频编码技术,具有更高的编码效率,与同类国际标准H.264/AVC编码效率相当,用AVS+标准作为广播电视的视频编码,可解决广播电视行业面临的频道资源问题。
为推动AVS+应用于卫星、有线、地面数字电视及互联网电视和IPTV等领域,特制定本实施指南。
1.2总体原则
(1)快速推进、平稳过渡、增量优先、兼顾存量
鉴于我国广播电视发展的历史背景和产业化现状,在推进AVS+的实施过程中,充分考虑广播电视运营服务中卫星、地面、有线等不同传输制式、不同接收终端发展的现实情况,在业务覆盖和终端支持方面,采用“增量优先、兼顾存量”的原则,针对不同终端和不同的传输方式分步骤、分批次的推进AVS+的规模化应用。
在推进实施过程中,可采用多种编码格式互相转换的方式,有利于在产业化推进中保障平稳过渡,争取早日实现端到端应用的全覆盖。
(2)保持AVS技术的持续演进
积极推进AVS技术的持续演进,跟踪全球主流领先技术并保持同步;
加快开发AVS2技术标准,为开展4K等新业务提供技术储备。
1.3适用范围
本实施指南适用于卫星分发传输数字电视、卫星直播数字电视、地面数字电视、有线数字电视、互联网电视和IPTV。
2、技术特点与典型产品
2.1技术特点
AVS+在兼容AVS1-P2的基础上,增加了4项技术,如表1所示。
表1AVS+引入的增强技术
序号
技术名称
说明
1
高级熵编码(AEC)
算术编码,用于熵编码
2
自适应加权量化(AWQ)
自适应量化矩阵,用于DCT变换后系数的量化
3
同极性跳过模式编码(PFieldSkip)
隔行视频中P场skip宏块的运动矢量推导
4
增强场编码技术(BFieldEnhanced)
隔行视频中B场skip与direct宏块运动矢量推导
2.1.1AVS+与H.264
2013年8月,国家广播电影电视总局广播电视计量检测中心对AVS+高清编码器的图像质量进行了主观评价,并与市场上主流的H.264高清编码器编码图像质量进行了对比。
视频码率设置为12Mbps,采用8个国内外高清测试序列,图像质量相对于源图像的质量下降百分比平均值分别为9.0%(AVS+Dualpass)、9.8%(AVS+Singlepass)、8.8%(H.264)。
测试结果表明,在编码效率上,AVS+与H.264基本相当。
2.1.2AVS+与AVS1-P2
2012年5月,经国家广播电影电视总局广播电视计量检测中心测试,AVS1-P2基准类、AVS+广播类和H.264Highprofile参考软件编码(平均码率约12Mbps)后的图像质量相对于源的图像质量下降百分比总平均值分别为:
13.4%、12.3%和11.5%。
测试结果表明,AVS+的编码性能相比AVS1-P2有明显提升。
2.2典型的AVS+产品
2.2.1编码器
AVS+编码器分为高清、标清2种。
标清编码器(应支持到Level4.0)、高清编码器(应支持到Level6.0)均应具有SDI输入接口、ASI或IP输出接口,能够输出TS流。
2.2.2转码器
面向AVS+应用的转码器主要包括以下两种:
(1)MPEG-2或H.264转AVS+
转码器输入为MPEG-2或H.264格式的码流,能够自适应识别输入码流的编码格式,输出为AVS+格式的码流。
转码器支持ASI或IP的输入输出接口。
(2)AVS+或H.264转H.264
转码器输入为AVS+或H.264格式的码流,能够自适应识别输入码流的编码格式,输出为H.264格式的码流。
2.2.3专业解码器
AVS+专业解码器分为高清、标清2种。
标清专业解码器(应支持到level4.0)、高清专业解码器(应支持到Level6.0),输入为TS流,输入接口至少具有ASI或IP,输出接口具有SDI接口。
专业解码器还可以选配卫星信号解调模块,并配备相应的输入输出接口。
2.2.4综合接收终端
根据应用网络的不同,可分为卫星信号接收机顶盒、数字地面广播信号接收机顶盒、有线电视信号接收机顶盒等,根据解码视频信号格式不同,可分为高清机顶盒与标清机顶盒。
机顶盒需支持AVS+、MPEG-2、H.264等多种解码,机顶盒应能对输入的各种码流格式自适应解码。
2.2.5解码芯片
AVS+解码芯片分为高清、标清2种。
标清解码芯片应支持到Level4.0,高清解码芯片应支持到Level6.0。
2.2.6统计复用器
统计复用器能够在输出总码率固定的情况下,对多路AVS+编码格式的节目进行联合控制,通过为每一路节目合理地动态分配编码码率,提高总码率的利用效率。
统计复用器应可与具有动态码率控制功能的AVS+编码器联合工作,其输入接口至少具有ASI或IP。
3、基于AVS+的端到端系统解决方案
3.1方案1:
源端AVS+压缩播出、终端AVS+接收
图1基于AVS+的端到端系统解决方案1
方案1适用于源端AVS+压缩播出,终端AVS+接收解码,中间环节不需转码的情况。
图1中“调制及信道传输”涵盖地面无线、有线、光纤和卫星信道传输的场景。
方案1主要环节描述如下。
1)音视频节目通过SDI接口输入给AVS+编码器;
2)AVS+编码器将编码后形成的TS流通过ASI接口或IP方式输出给复用器;
3)复用器将节目TS流以及业务信息发生器送来的节目信息复用形成TS流,进行节目加扰后,通过ASI接口或IP方式输出给调制器;
4)TS流经调制后通过信道传输;
5)AVS+接收解码器接收信道传输信号,进行解调、解复用、解扰、以及AVS+解码,并输出节目。
3.2方案2:
源端AVS+压缩播出、终端MPEG-2/H.264接收
图2基于AVS+的端到端系统解决方案2
方案2适用于源端AVS+压缩播出,终端MPEG-2或H.264接收解码,中间环节需要转码(或解码再编码)的情况。
方案2主要环节描述如下。
2)AVS+编码器将编码后形成的TS流通过ASI接口输入给复用器;
3)复用器将节目TS流以及业务信息发生器送来的节目信息复用形成TS流,TS流经加扰后,通过ASI接口输入给调制器;
5)接收机接收信道传输信号,进行解调,将TS流通过ASI接口或IP接口输入给转码器或解码器;
如果使用解码器,则应以SDI接口输出基带信号;
6)转码器对TS流进行节目解扰、解复用,对节目的AVS+基本流转码为MPEG-2或H.264基本流,并打包成节目TS流,通过ASI或IP接口,将转码输出的TS流输入给复用器;
或者编码器接收到解码器发来的SDI基带信号,按照MPEG-2或H.264标准进行视频重编码;
7)TS流经加扰后,以ASI或IP接口送往调制器后,通过信道传输;
8)MPEG2/H.264的接收解码器接收信道传输信号,进行解调、解复用、解扰以及MPEG2/H.264解码,并输出节目。
3.3方案3:
源端MPEG-2压缩播出、终端AVS+接收
图3基于AVS+的端到端系统解决方案3
方案3适用于源端MPEG-2压缩播出,终端AVS+接收解码,中间环节需要转码(或解码再编码)的情况。
方案3主要环节描述如下。
1)音视频节目通过SDI接口输入给MPEG-2编码器;
2)MPEG-2编码器将编码后形成的TS流通过ASI接口或IP接口输入给复用器;
3)复用器将节目TS流以及业务信息发生器送来的节目信息复用形成TS流,TS流经加扰后,通过ASI或IP接口输入给调制器;
5)接收机接收信道传输信号,进行解调,将TS流通过ASI或IP接口输入给转码器或解码器;
6)转码器对TS流进行节目解析、解复用,对节目的MPEG-2基本流转码为AVS+基本流,并打包成节目TS流,通过ASI或IP接口,将转码输出的TS流输入给复用器;
或者编码器接收到解码器发来的SDI基带信号,按照AVS+标准进行重编码;
8)AVS+接收解码器接收信道传输信号,进行解调、解复用、解扰以及AVS+解码,并输出节目。
4、技术应用实施指南
4.1卫星传输分发数字电视
卫星传输分发数字电视系统前端将电视台播出的节目直接进行AVS+编码,再进行复用、加扰、调制和上星等环节处理,通过卫星信道传输分发;
在数字电视网络前端,相应卫星节目信号由AVS+卫星综合接收解码器接收。
基于AVS+的卫星传输分发数字电视系统方案参见图4。
图4基于AVS+的卫星传输分发数字电视系统方案
4.2卫星直播数字电视
卫星直播数字电视系统前端接收来自卫星或光纤的高清节目,如果节目源是AVS+码流,则将其直接进行复用、调制和上星,通过卫星信道传输;
如果节目源是MPEG-2码流,则将其转码为AVS+码流,再将转码后的AVS+码流进行复用、加扰、调制和上星等环节处理,通过直播卫星信道传输。
在系统终端,AVS+直播卫星高清机顶盒接收直播卫星数字电视信号并进行AVS+解码。
基于AVS+的卫星直播数字电视系统方案参见图5。
图5基于AVS+的卫星直播数字电视系统方案
4.3地面数字电视
地面数字电视系统前端接收来自卫星或光纤的节目,如果节目源是AVS+码流,则将其直接进行复用、调制和地面发射等环节处理,通过地面无线信道传输;
如果节目源是MPEG-2码流,则将其转码为AVS+码流,再将转码后的AVS+码流进行复用、调制和地面发射等环节处理,通过地面无线信道传输。
在系统终端,AVS+地面电视机顶盒接收地面无线数字电视信号并进行AVS+解码。
基于AVS+的地面数字电视系统方案参见图6。
图6基于AVS+的地面数字电视系统方案
4.4有线数字电视
AVS+技术在有线数字电视系统中的应用主要有以下两种情况。
(1)有线网络中采用MPEG-2或H.264进行节目传输
当有线电视前端接收的节目源为AVS+码流时,有线电视前端将对该码流进行转码,将其转码为MPEG-2或H.264码流,再将转码后的码流及该前端接收的MPEG-2节目码流进行复用、加扰、调制等环节处理,通过有线电视网络传输。
在系统终端,MPEG-2/H.264有线电视机顶盒接收有线电视信号并进行MPEG-2或H.264解码。
在这种情况下,基于MPEG-2或H.264的有线数字电视系统方案参见图7。
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