【流媒体网】摘要:本文从技术角度对MPEG-2的视频标准、MPEG-4 AVC/H.264和AVS视频(GB/T 200090.2) 三个视频标准进行对比,包括技术方案、主观测试、客观测试、复杂度等四个方面。
一、技术对比
AVS视频与MPEG标准都采用混合编码框架(见图1),包括变换、量化、熵编码、帧内预测、帧间预测、环路滤波等技术模块,这是当前主流的技术路线。AVS的主要创新在于提出了一批具体的优化技术,在较低的复杂度下实现了与国际标准相当的技术性能,但并未使用国际标准背后的大量复杂的专利。AVS-视频当中具有特征性的核心技术包括:8x8整数变换、量化、帧内预测、1/4精度像素插值、特殊的帧间预测运动补偿、二维熵编码、去块效应环内滤波等。

图 1 典型视频编码框架
AVS视频编码器框图如下图所示。

图 2 AVS视频编码器框图
AVS视频标准定义了I帧、P帧和B帧三种不同类型的图像,I帧中的宏块只进行帧内预测,P帧和B帧的宏块则需要进行帧内预测或帧间预测,图中S0是预测模式选择开关。预测残差进行8×8整数变换(ICT)和量化,然后对量化系数进行zig-zag扫描(隔行编码块使用另一种扫描方式),得到一维排列的量化系数,最后对量化系数进行熵编码。AVS视频标准的变换和量化只需要加减法和移位操作,用16位精度即可完成。
AVS视频标准使用环路滤波器对重建图像滤波,一方面可以消除方块效应,改善重建图像的主观质量;另一方面能够提高编码效率。滤波强度可以自适应调整。
AVS标准支持多种视频业务,考虑到不同业务之间的互操作性,AVS标准定义了档次(profile)和级别(level)。档次是AVS定义的语法、语义及算法的子集;级别是在某一档次下对语法元素和语法元素参数值的限定集合。为了满足高清晰度/标准清晰度数字电视广播、数字存储媒体等业务的需要,AVS视频标准定义了基准档次(Jizhun profile)和4个级别(4.0、4.2、6.0和6.2),支持的最大图像分辨率从720×576到1920×1080,最大比特率从10 Mbit/s到30 Mbit/s。

DCT(Discrete Cosine Transform):离散余弦变换
VLC(Variable Length Coding):变长编码
CAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding):基于上下文的自适应变长码
CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding):基于上下文的自适应二进制算术编码
FMO(Flexible Macroblock Ordering):灵活的宏块排序
ASO(Arbitrary Slice Ordering):任意条带排列
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