視頻編碼國家標準AVS與國際標準MPEG的比較

一、技術(shù)對比

AVS視頻與MPEG標準都采用混合編碼框架(見(jiàn)圖1)，包括變換、量化、熵編碼、幀內預測、幀間預測、環(huán)路濾波等技術(shù)模塊，這是當前主流的技術(shù)路線(xiàn)。AVS的主要創(chuàng )新在于提出了一批具體的優(yōu)化技術(shù)，在較低的復雜度下實(shí)現了與國際標準相當的技術(shù)性能，但并未使用國際標準背后的大量復雜的專(zhuān)利。AVS-視頻當中具有特征性的核心技術(shù)包括：8x8整數變換、量化、幀內預測、1/4精度像素插值、特殊的幀間預測運動(dòng)補償、二維熵編碼、去塊效應環(huán)內濾波等。




AVS視頻編碼器框圖如下圖所示。





AVS視頻標準定義了I幀、P幀和B幀三種不同類(lèi)型的圖像，I幀中的宏塊只進(jìn)行幀內預測，P幀和B幀的宏塊則需要進(jìn)行幀內預測或幀間預測，圖中S0是預測模式選擇開(kāi)關(guān)。預測殘差進(jìn)行8×8整數變換(ICT)和量化，然后對量化系數進(jìn)行zig-zag掃描(隔行編碼塊使用另一種掃描方式)，得到一維排列的量化系數，最后對量化系數進(jìn)行熵編碼。AVS視頻標準的變換和量化只需要加減法和移位操作，用16位精度即可完成。

AVS視頻標準使用環(huán)路濾波器對重建圖像濾波，一方面可以消除方塊效應，改善重建圖像的主觀(guān)質(zhì)量；另一方面能夠提高編碼效率。濾波強度可以自適應調整。

AVS標準支持多種視頻業(yè)務(wù)，考慮到不同業(yè)務(wù)之間的互操作性，AVS標準定義了檔次(profile)和級別(level)。檔次是AVS定義的語(yǔ)法、語(yǔ)義及算法的子集；級別是在某一檔次下對語(yǔ)法元素和語(yǔ)法元素參數值的限定集合。為了滿(mǎn)足高清晰度/標準清晰度數字電視廣播、數字存儲媒體等業(yè)務(wù)的需要，AVS視頻標準定義了基準檔次(Jizhun profile)和4個(gè)級別(4.0、4.2、6.0和6.2)，支持的最大圖像分辨率從720×576到1920×1080，最大比特率從10 Mbit/s到30 Mbit/s。

DCT(Discrete Cosine Transform)：離散余弦變換

VLC(Variable Length Coding)：變長(cháng)編碼

CAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding)：基于上下文的自適應變長(cháng)碼

CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)：基于上下文的自適應二進(jìn)制算術(shù)編碼

FMO(Flexible Macroblock Ordering)：靈活的宏塊排序

ASO(Arbitrary Slice Ordering)：任意條帶排列


二、主觀(guān)評價(jià)和客觀(guān)測試

壓縮效果的評價(jià)標準有主觀(guān)評價(jià)和客觀(guān)評價(jià)兩種，各有優(yōu)缺點(diǎn)。主觀(guān)評判是聘請專(zhuān)門(mén)的評價(jià)人員來(lái)比較壓縮之后再恢復的視聽(tīng)效果和原始效果的差異，通常是在專(zhuān)門(mén)的視聽(tīng)環(huán)境中按照一定的規則進(jìn)行主觀(guān)評分?？陀^(guān)評判則是通過(guò)一種具體的算法來(lái)統計多媒體數據壓縮結果的損失，例如信噪比SNR(即信號與噪聲之比的對數)。主觀(guān)評判和客觀(guān)評判有時(shí)相差很大，因此衡量一個(gè)算法的好壞就需要在這二者之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)。對一套標準的評價(jià)，通常開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用客觀(guān)評價(jià)的方法，但最終要得到主觀(guān)評價(jià)的確認。