SVAC標準的技術(shù)創(chuàng )新及技術(shù)特點(diǎn)詳解

1.SVAC標準的技術(shù)創(chuàng )新簡(jiǎn)介

(1)支持高精度視頻數據，在高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景提供更多圖像細節，減少編解碼環(huán)節的圖像信息損失。

(2)采用幀內4×4預測與變換、上下文自適應二進(jìn)制算術(shù)編碼（CABAC）等技術(shù)提高編碼效率，在獲得更好圖像質(zhì)量的同時(shí)也能獲得更高的編碼效率。

(3)支持感興趣區域（ROI）變質(zhì)量編碼，在網(wǎng)絡(luò )帶寬存儲空間有限的情況下，提供更符合監控需要的高質(zhì)量視頻編碼。

(4)支持可伸縮視頻編碼（SVC），滿(mǎn)足不同傳輸網(wǎng)絡(luò )帶寬和數據存儲環(huán)境的需求。

(5)支持代數碼書(shū)激勵線(xiàn)性預測(ACELP)和變換音頻編碼（TAC）切換的雙核音頻編碼，保證對語(yǔ)音和環(huán)境（背景）聲音均有較好的編碼效果。

(6)支持聲音識別特征參數編碼，避免編碼失真對語(yǔ)音識別和聲紋識別的影響。

(7)支持監控專(zhuān)用信息（絕對時(shí)間、智能分析結果、報警信息），便于視音頻內容的有效管理和綜合利用。

(8)支持加密和認證，保證監控數據的保密性、真實(shí)性和完整性。

2.SVAC標準的技術(shù)特點(diǎn)詳解

（1）SVAC標準主要技術(shù)特點(diǎn)-支持高精度視頻數據

監控場(chǎng)景圖像動(dòng)態(tài)范圍往往很大，低精度視頻數據會(huì )導致圖像對比度下降、圖像細節和層次丟失，造成圖像原始內容的損失；SVAC視頻壓縮編碼支持高精度視頻數據，可以保證視頻編解碼環(huán)節盡量少的損失圖像信息，保證存儲的視頻數據盡可能真實(shí)、完整的保留拍攝場(chǎng)景的信息和圖像細節，對后期的綜合研判以及作為法律證據意義重大；按照SVAC標準中的量化方法，采用高精度視頻數據不會(huì )降低編碼效率，不會(huì )增加碼率，采用10-bit數據同樣碼率下PSNR好于8-bit數據；標準的技術(shù)框架保留未來(lái)擴充至支持更高數據位寬（如16-bit）的可能。

（2）SVAC標準主要技術(shù)特點(diǎn)-支持先進(jìn)編碼工具

SVAC標準可以在獲得更好圖像質(zhì)量的同時(shí)獲得較高編碼效率，一是采用CABAC獲取更高編碼效率，上下文自適應二進(jìn)制算術(shù)編碼。（CABAC）是一種先進(jìn)高效的熵編碼技術(shù)，大量研究結果表明，CABAC比VLC有更高的編碼效率（減小碼率約10%）；二是采用Intra4x4以更好地保持圖像細節，在采用8x8預測和變換的基礎上，增加幀內4x4（Intra4x4）預測和變換，更好地保持圖像細節，大量測試結果表明，采用Intra4x4可以有效降低細節豐富、邊緣銳利區域附近的噪聲。

（3）SVAC標準主要技術(shù)特點(diǎn)-感興趣區域（ROI）變質(zhì)量編碼

監控應用中，通?？偸菍?chǎng)景中的某些區域更關(guān)心--感興趣區域（RegionsofInterest：ROI）；圖像被分為若干個(gè)ROI區域和一個(gè)背景區域，在網(wǎng)絡(luò )帶寬或存儲空間有限的情況下，優(yōu)先保證ROI圖像質(zhì)量，節省非ROI的開(kāi)銷(xiāo)；每個(gè)ROI的圖像質(zhì)量分別控制，支持ROI部分比非ROI部分采用更高碼率（圖像質(zhì)量更好）；碼率受限時(shí)，優(yōu)先降低非ROI部分的碼率，支持非ROI部分圖像可丟棄或不編碼，以適應傳輸帶寬的要求。

（4）可伸縮視頻編碼SVC

可伸縮視頻編碼（ScalableVideoCoding）通過(guò)對視頻數據的分層次壓縮（分為基本層和增強層），一個(gè)編碼器可以輸出不同分辨率/幀率/質(zhì)量的多個(gè)編碼視頻流。SVC主要包括：空間SVC（SpatialSVC）時(shí)間SVC（TemporalSVC）質(zhì)量SVC（QualitySVC）。

空間可伸縮視頻編碼SVC

基本層由低分辨率編碼圖像構成，對基本層單獨解碼可以獲得一個(gè)低分辨率的視頻序列，對基本層和增強層聯(lián)合解碼可以獲得高分辨率的視頻序列，空間SVC比簡(jiǎn)單的雙碼流具有更低的總體碼率。

（5）ACELP和TAC切換的雙核音頻編碼

低頻信號采用ACELP和TAC雙核編碼，ACELP適合語(yǔ)音信號編碼，TAC適合環(huán)境或背景聲音編碼。高頻信號采用BWE編碼利用低頻解碼信號和極少高頻參數來(lái)重建高頻信號，同全帶編碼技術(shù)相比，可以節省近50%碼率。

（6）聲音識別特征參數編碼

在音頻編碼的基礎上，支持識別特征參數編碼，避免編碼失真對語(yǔ)音/聲紋識別的影響，識別特征參數采用MFCC方案，識別特征參數編碼支持兩種模式；直接編碼模式：無(wú)需計算重建信號，直接編碼原始信號特征矢量，計算復雜度低，碼率4.8kbps。預測編碼模式：原始信號和重建信號分別提取特征，編碼特征殘差矢量，計算復雜度高，碼率3.2kbps。

（7）支持監控專(zhuān)用信息

絕對時(shí)間信息通過(guò)專(zhuān)門(mén)語(yǔ)法與視音頻壓縮數據一起傳輸和存儲，便于檢索查詢(xún)、視音頻同步和多路視頻同步，還可以避免在圖像上疊加OSD破壞圖像原始內容；特殊監控事件類(lèi)型及參數通過(guò)專(zhuān)門(mén)語(yǔ)法與視音頻壓縮數據一起傳輸和存儲，便于檢索查詢(xún)，對于大規模監控網(wǎng)絡(luò )和數據庫更為重要。

（8）支持監控數據加密和認證

利用安全參數集定義加密和認證的方法及保護范圍，可以實(shí)現不同級別保護；利用NAL單元頭中特定標志位標記加密和認證是否生效；以統一的語(yǔ)法格式支持多種加密和認證算法，具備靈活的可擴展性。

視頻檔次和級別的劃分

SVAC視頻劃分為簡(jiǎn)單、主要、高級3個(gè)檔次（profile）：簡(jiǎn)單檔次支持幀模式編碼、4：2：0數據采樣格式、8-bit數據精度、幀內預測和前向預測（I/P-pic）、VLC編碼、監控專(zhuān)用信息等，滿(mǎn)足監控視頻編解碼的基礎應用；

主要檔次增加支持場(chǎng)模式編碼、4：0：0數據采樣格式、9/10-bit數據精度、雙向預測（B-pic）、CABAC編碼、ROI、加密和認證等，滿(mǎn)足典型監控應用的視頻編解碼需求；高級檔次進(jìn)一步增加支持4：2：2數據采樣格式、SVC等，功能更強大。

SVAC視頻主要根據圖像分辨率、數據格式和最大編碼比特率劃分為8個(gè)級別（level）。

音頻檔次和級別的劃分

SVAC音頻劃分為簡(jiǎn)單、主要、高級3個(gè)檔次（profile）：簡(jiǎn)單檔次支持ACELP和BWE編碼，可滿(mǎn)足一般監控場(chǎng)景對語(yǔ)音信號的編碼需求；主要檔次增加支持識別特征參數的直接編碼，實(shí)現復雜度有所增加；高級檔次進(jìn)一步增加支持TVC編碼和識別特征參數的預測編碼，實(shí)現復雜度高，但編碼效率更高。