AVS+视频压缩技术及其应用

【前言】AVS+视频压缩技术及其应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。在人类所获取的信息中，通过视觉和听觉获取的信息约占外界信息的90%以上。以视频信息和音频信息为主的多媒体技术是21世纪最具时代特征和最富有活力的研究和应用领域之一。人们对于数字技术下视频的实时性、流畅性、清晰性等的要求越来越高，H.264国际标准的专利费非常...

摘要：视频技术从标清到高清，电视从模拟到数字，视频压缩技术成为重要的研究和应用领域。介绍了我国研究制定的avs+标准，将其关键技术与H.264进行了对比，并介绍了AVS+的应用领域。

关键词：AVS+；视频技术；编码

中图分类号：TP317.4文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2013）012-0161-02

作者简介：尹芝（1987-），女，硕士，南京财经大学图书馆助理工程师，研究方向为计算机应用；潘华（1987-），男，南京财经大学图书馆助理工程师，研究方向为网络通讯及安全。

0引言

在人类所获取的信息中，通过视觉和听觉获取的信息约占外界信息的90%以上。以视频信息和音频信息为主的多媒体技术是21世纪最具时代特征和最富有活力的研究和应用领域之一。人们对于数字技术下视频的实时性、流畅性、清晰性等的要求越来越高，H.264国际标准的专利费非常昂贵，各个环节都要收费，还有后续的广播费、点播费、软件费等。鉴于这种情况，我国在音视频领域进行了研究规划，取得了技术突破，自主制定了数字音视频解码技术标准AVS（Audio Videocoding Standard）。继AVS标准之后，国家广电总局在2012年7月正式颁布了广播电影电视行业标准GY/T257.1-2012《广播电视先进音视频编码解码 第1部分：视频》行业标准，简称AVS+。

1AVS+

AVS+是2012年7月的《广播电视先进音视频编解码 第1部分：视频》行业标准，要想知道什么是AVS+必须先了解AVS。AVS标准的正式名称是《信息技术先进音视频编码》，音视频编解码标准的作用是把数字视频和音频数据压缩为原来的2%以下，以保证传输带宽和存储容量能够被最有效地利用[1]。

AVS标准分为9个部分，包括系统、视频、音频、数字版权管理等4个技术标准，如图1所示。AVS标准的视频标准与H.264相类似，分为变换、量化、熵编码、帧内预测、帧间预测、环路滤波等技术模块。此外，AVS视频标准还定义了3种不同类型的图像：I帧、P帧和B帧，I帧中的宏块负责帧内预测，P帧和B帧的宏块负责帧内预测或帧间预测。AVS视频编码器框图如图2所示[2]。

AVS采用的是混合编码方案，视频编码并非单一的算法，而是一整套的编码工具。起初各条技术主线平行开展，每个主要的工具都是作为视频编码的完整解决方案而提出，最后各性能最佳者汇合成为完整的解决方案，这样综合起来就可以达到压缩比较高的综合压缩效果[3]。

2AVS+ 关键技术

随着数字高清电视和3D高清电视的快速发展，为了节约带宽和存储，就需要对视频进行更好的压缩。AVS同MPEG-2、H.264的编码框架一样，都属于混合编码，AVS的关键技术与H.264也是基本对应的，AVS+是在AVS基础上完成的，二者大部分内容是相符合的，AVS+向下兼容AVS，即AVS编码的视频码流AVS+可以解码，同时在AVS基础上增加了4项新技术——高级熵编码、图像级自适应加权量化、同极性场跳过模式编码、增强场编码技术，可以说是对AVS标准的优化升级[4]。AVS+相对更简单一些，对硬件资源的消耗更少，这些相对于H.264来说可以大大降低国内音视频产业的专利费负担，同时也更易于硬件技术和设备的实现，如表1所示。

根据“AVS技术应用联合推进工作组”联合组长高文院士介绍，AVS+标准在核心工具中的熵编码（算术编码CBAC），以及次要工具加权量化（AWQ）、增强场编码（B-Direct、P-Skip）方面都有所更新[5]。我们将AVS+的关键技术与H.264 High 4：2：2进行对比，从表2中可以清晰地看出AVS+在预测、运动补偿、变换、熵编码等多个方面都有所改变。例如，运动补偿去掉了“8×4、4×8、4×4”；多参考帧改为“最多2个或者4个”；滤波则变为“8×8块边界”。在熵编码中摒弃了变长编码，选择性能优良的算数编码，H.264使用的是CAVLC和CABAC 这两种编码方法，而AVS+选择使用的则是复杂程度比较小的自适应2D VLC和新的内容自适应算数编码。因为我国的数字电视的高清标准是隔行扫描的，在新技术增加之后，运动场景的场编码图像就会比老技术标准清晰很多。

3AVS+应用前景

AVS 标准是一套适应面十分广阔的技术标准，技术性能先进、实现复杂度低、专利负担费用低，能提升国内企业的核心竞争力。AVS技术应用联合推进工作组在一年内完成AVS+标准的制定、优化、测试、验证、颁布、产品研发等一系列工作，AVS+标准的产业链正在逐步建立和完善。

为了使高标清节目编码向AVS+过渡，工作组做出了以下部署：

（1）卫星传输高清频道与地面高清频道将全部采用AVS+。卫星传输高清频道是新开展的业务，还有地面的高清频道将在全国推广普及，新开展的业务一开始就采用AVS+有利于AVS+的快速发展和部署。

（2）以城市为单位，逐步将目前地面标清节目的编码器由MPEG2改为AVS+，同时配合直播星户户通的推进，在农村的地面数字电视网准备大规模建设，直接采用AVS+。

（3）要求（在3D实验频道之后）新开办的3D电视频道采用AVS+。

从模拟到数字、从标清到高清，从单向到双向，从传统电视到智能电视，电视业在不断向前演进。2009年，电影业的3D风潮很快波及到电视。在CES 2011国际消费电子展上，Sony、Samsung、Panasonic等家电巨头纷纷推出全线3D电视产品。AVS+的应用和推广，满足了高清晰度电视、3D电视等广播电影电视新业务发展的需要，将带动我国直播星进入高清时代，并快速带动各地有线、无线和网络电视转播和制播AVS+节目。同时，在IPTV、CMMB手机电视方面也有着广阔的应用空间。

参考文献：

[1]高文，黄铁军，吴枫，等.信息技术-先进音视频编码：第2部分：视频（GB/T 20090.2-2006）[S].北京：中国标准出版社，2006.

[2]广播电视先进音视频编解码： 第1部分（GY/T 257.1-2012）：视频.http：///Page/QT/2012/GYT%20257-2012.shtml.

[3]黄铁军.AVS标准的背景、进展与产业应用展望[J].信息技术与标准化，2003（9）：4-8.

[4]鲁晨.AVS+产业化加速将全面推广使用.http：///a/82765.aspx，2013-10-9.

[5]董文辉，邓向冬.AVS+视频压缩技术及应用[J].广播与电视技术，2012（12）：41-43.

[6]黄铁军，高文.AVS标准制定背景与知识产权状况[J].电视技术，2005（7）：4-7.

[7]梁凡.AVS视频标准的技术特点[J].数字电视与数字视频，2005（7）：12-15.

[8]侯金亭，马思伟，高文.AVS标准综述[J].计算机工程，2009，35（8）：247-252.

[9]国家数字音视频编解码技术标准工作组. 视频编码标准AVS技术介绍[J].电子产品世界，2005（10）：58-62.