1、AVS+視頻壓縮技術(shù)及其應(yīng)用摘要：視頻技術(shù)從標(biāo)清到高清，電視從模擬到數(shù)字，視頻壓縮技術(shù)成為重要的研究和應(yīng)用領(lǐng)域。介紹了我國研究制定的AVS+標(biāo)準(zhǔn)，將其關(guān)鍵技術(shù)與H.264進(jìn)行了對比，并介紹了AVS+的應(yīng)用領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：AVS+;視頻技術(shù)；編碼0引言在人類所獲取的信息中，通過視覺和聽覺獲取的信息約占外界信息的90%以上。以視頻信息和音頻信息為主的多媒體技術(shù)是21世紀(jì)最具時代特征和最富有活力的研究和應(yīng)用領(lǐng)域之一。人們對于數(shù)字技術(shù)下視頻的實時性、流暢性、清晰性等的要求越來越高，H.264國際標(biāo)準(zhǔn)的專利費非常昂貴，各個環(huán)節(jié)都要收費，還有后續(xù)的廣播費、點播費、軟件費等。鑒于這種情況，我國在音視頻領(lǐng)域進(jìn)行

2、了研究規(guī)劃，取得了技術(shù)突破，自主制定了數(shù)字音視頻解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)AVS(AudioVideocodingStandar。繼AVS標(biāo)準(zhǔn)之后，國家廣電總局在2012年7月正式頒布了廣播電影電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T257.1-2012廣播電視先進(jìn)音視頻編碼解碼第1部分：視頻行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，簡稱AVS+。1AVS+AVS+是2012年7月發(fā)布的廣播電視先進(jìn)音視頻編解碼第1部分：視頻行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，要想知道什么是AVS+必須先了解AVS。AVS標(biāo)準(zhǔn)的正式名稱是信息技術(shù)先進(jìn)音視頻編碼，音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)的作用是把數(shù)字視頻和音頻數(shù)據(jù)壓縮為原來的2%以下，以保證傳輸帶寬和存儲容量能夠被最有效地利用1。AVS標(biāo)準(zhǔn)分為9個部分，包括系

3、統(tǒng)、視頻、音頻、數(shù)字版權(quán)管理等4個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如圖1所示。AVS標(biāo)準(zhǔn)的視頻標(biāo)準(zhǔn)與H.264相類似，分為變換、量化、熵編碼、幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、環(huán)路濾波等技術(shù)模塊。此外，AVS視頻標(biāo)準(zhǔn)還定義了3種不同類型的圖像：I幀、P幀和B幀，I幀中的宏塊負(fù)責(zé)幀內(nèi)預(yù)測，P幀和B幀的宏塊負(fù)責(zé)幀內(nèi)預(yù)測或幀間預(yù)測。AVS視頻編碼器框圖如圖2所示2。3 AVS采用的是混合編碼方案，視頻編碼并非單一的算法，而是一整套的編碼工具。起初各條技術(shù)主線平行開展，每個主要的工具都是作為視頻編碼的完整解決方案而提出，最后各性能最佳者匯合成為完整的解決方案，這樣綜合起來就可以達(dá)到壓縮比較高的綜合壓縮效果。2AVS+關(guān)鍵技術(shù)隨著數(shù)字高清

4、電視和3D高清電視的快速發(fā)展，為了節(jié)約帶寬和存儲，就需要對視頻進(jìn)行更好的壓縮。AVS同MPEG-2、H.264的編碼框架一樣，都屬于混合編碼，AVS的關(guān)鍵技術(shù)與H.264也是基本對應(yīng)的，AVS+是在AVS基礎(chǔ)上完成的，二者大部分內(nèi)容是相符合的，AVS+向下兼容AVS，即AVS編碼的視頻碼流AVS+可以解碼，同時在AVS基礎(chǔ)上增加了4項新技術(shù)高級熵編碼、圖像級自適應(yīng)加權(quán)量化、同極性場跳過模式編碼、增強場編碼技術(shù)，可以說是對AVS標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化升級4oAVS+相對更簡單一些，對硬件資源的消耗更少，這些相對于H.264來說可以大大降低國內(nèi)音視頻產(chǎn)業(yè)的專利費負(fù)擔(dān)，同時也更易于硬件技術(shù)和設(shè)備的實現(xiàn)，如表1所

5、示。根據(jù)“AVS技術(shù)應(yīng)用聯(lián)合推進(jìn)工作組”聯(lián)合組長高文院士介紹，AVS+標(biāo)準(zhǔn)在核心工具中的熵編碼（算術(shù)編碼CBAC）,以及次要工具加權(quán)量化（AWQ）、增強場編碼（B-Direct、P-Skip）方面都有所更新5。我們將AVS+的關(guān)鍵技術(shù)與H.264High4:2:2進(jìn)行對比，從表2中可以清晰地看出AVS+在預(yù)測、運動補償、變換、熵編碼等多個方面都有所改變。例如，運動補償去掉了“8X4、4X&4X4”；多參考幀改為“最多2個或者4個”；濾波則變?yōu)椤?X8塊邊界”。在熵編碼中摒棄了變長編碼，選擇性能優(yōu)良的算數(shù)編碼，H.264使用的是CAVLC和CABAC這兩種編碼方法，而AVS+選擇使用的則是復(fù)雜程

6、度比較小的自適應(yīng)2DVLC和新的內(nèi)容自適應(yīng)算數(shù)編碼。因為我國的數(shù)字電視的高清標(biāo)準(zhǔn)是隔行掃描的，在新技術(shù)增加之后，運動場景的場編碼圖像就會比老技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)清晰很多。3AVS+應(yīng)用前景AVS標(biāo)準(zhǔn)是一套適應(yīng)面十分廣闊的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)性能先進(jìn)、實現(xiàn)復(fù)雜度低、專利負(fù)擔(dān)費用低，能提升國內(nèi)企業(yè)的核心競爭力。AVS技術(shù)應(yīng)用聯(lián)合推進(jìn)工作組在一年內(nèi)完成AVS+標(biāo)準(zhǔn)的制定、優(yōu)化、測試、驗證、頒布、產(chǎn)品研發(fā)等一系列工作，AVS+標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)鏈正在逐步建立和完善。為了使高標(biāo)清節(jié)目編碼向AVS+過渡，工作組做出了以下部署：（1、衛(wèi)星傳輸高清頻道與地面高清頻道將全部采用AVS+。衛(wèi)星傳輸高清頻道是新開展的業(yè)務(wù)，還有地面的高清頻道

7、將在全國推廣普及，新開展的業(yè)務(wù)一開始就采用AVS+有利于AVS+的快速發(fā)展和部署。（2）以城市為單位，逐步將目前地面標(biāo)清節(jié)目的編碼器由MPEG2改為AVS+，同時配合直播星戶戶通的推進(jìn)，在農(nóng)村的地面數(shù)字電視網(wǎng)準(zhǔn)備大規(guī)模建設(shè)，直接采用AVS+。（3）要求（在3D實驗頻道之后）新開辦的3D電視頻道采用AVS+。從模擬到數(shù)字、從標(biāo)清到高清，從單向到雙向，從傳統(tǒng)電視到智能電視，電視業(yè)在不斷向前演進(jìn)。2009年，電影業(yè)的3D風(fēng)潮很快波及到電視。在CES2011國際消費電子展上，Sony、Samsung、Panasonic等家電巨頭紛紛推出全線3D電視產(chǎn)品。AVS+的應(yīng)用和推廣，滿足了高清晰度電視、3D電

8、視等廣播電影電視新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，將帶動我國直播星進(jìn)入高清時代，并快速帶動各地有線、無線和網(wǎng)絡(luò)電視轉(zhuǎn)播和制播AVS+節(jié)目。同時，在IPTV、CMMB手機電視方面也有著廣闊的應(yīng)用空間。參考文獻(xiàn)：1 高文，黃鐵軍，吳楓，等.信息技術(shù)-先進(jìn)音視頻編碼：第2部分：視頻（GB/T20090.2-2006）S.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.2 廣播電視先進(jìn)音視頻編解碼：第1部分（GY/T257.1-2012）:視頻.http：3 黃鐵軍.AVS標(biāo)準(zhǔn)的背景、進(jìn)展與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用展望J.信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2003（9）：4-8.4 魯晨.AVS+產(chǎn)業(yè)化加速將全面推廣使用.http：/，2013-10-9.5 董文輝，鄧向冬.AVS+視頻壓縮技術(shù)及應(yīng)用J.廣播與電視技術(shù)，2012（12）：41-43.6 黃鐵軍，高文.AVS標(biāo)準(zhǔn)制定背景與知識產(chǎn)權(quán)狀況J.電視技術(shù)，2005（7）：4-7.7 梁凡.AVS視頻標(biāo)準(zhǔn)的技