AVS音频编码技术
AVS+终端报告数字音视频编解码技术标准工作组知识讲解
全球领先的机顶盒提供商、中国领先的NGB技术和设备提供商
家庭网关的应用
全球领先的机顶盒提供商、中国领先的NGB技术和设备提供商
终端设备
◆ 地面机顶盒
DVT-2018地面标清数字电视机顶盒
支持国标地面数字电视传输标准DTMB 支持AVS/H.264/MPEG2标清解码芯片 集成32位RISC CPU,工作频率400MHz 集成USB2.0 支持16-128M Bytes DDR2 SDRAM 支持4-32MB SPI Flash
解码 支持AVS 支持AVS+ 支持AVS+ 支持AVS+ 支持AVS 支持AVS+ 支持AVS 支持AVS+ 支持AVS+ 支持AVS+
推广应用 四川等地 广东等 江苏等 规划产品 湖南等 开发完成 户户通市场 正在开发 中国移动等 规划产品
全球领先的机顶盒提供商、中国领先的NGB技术和设备提供商
支持ABS-S标准 支持AVS+/AVS/H.264/MPEG2高清解码 支持定位功能 支持高级安全功能 支持HDMI输出
终端设备
◆ 有线机顶盒
DVC-8058高清数字电视机顶盒
支持AVS+/AVS/MPEG2/H.264解码 支持1080P高清解码 支持3D视频 支持主流CA 采用32位CPU，主频 1GHz 芯片内置QAM/USB2.0/Ethernet
全球领先的机顶盒提供商、中国领先的NGB技术和设备提供商
终端设备
全球领先的机顶盒提供商、中国领先的NGB技术和设备提供商
终端设备
公司目前主要的AVS/AVS+系列高清终端设备
终端 有线
地面 直播星 IPTV
标清 高清 智能 网关 标清 高清 标清 高清 高清 高清
AVS与MPEG视频编码的对比
我视频编码国家标准AVS与国际标准MPEG的比较数字音视频编解码技术标准工作组黄铁军本文从技术角度对MPEG-2的视频标准、MPEG-4 A VC/H.264和A VS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A VS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。
A VS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。
A VS-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A VS视频编码器框图如下图所示。
图 2 AVS视频编码器框图A VS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。
A VS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。
A VS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。
A VS标准支持多种视频业务，考虑到不同业务之间的互操作性，A VS标准定义了档次（profile）和级别（level）。
档次是A VS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，A VS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。
数字音视频编解码技术标准工作组文件-AVS标准工作组
数字音视频编解码技术标准工作组文件©A VS N2067: 2014年06月14日来源: 全体会议标题: A VS工作组第49次会议大会决议状态: 全体大会确认目的：决议___________________________________________________1. 需求组本次会议纪要为N2068。
本次会议收到1份提案。
采纳1份提案。
输出2份文档（N2068、N2069）。
需求组与视频组讨论了A VS2三维视频编码、A VS2视频高动态范围和广色域编码的技术需求，以及A VS2的档次定义。
决定修订并输出《下一代A VS视频编码标准的技术需求V7.1》。
需求组与系统组、视频组讨论了A VS2监控视频随机访问的技术需求。
决定在A VS1系统层分别定义面向流式传输和监控视频文件的高效随机访问索引机制。
在2014年12月前完成相关技术工作。
需要对相关系统层标准报修订计划。
2. 系统组本次会议纪要为N2070。
本次会议收到2份提案。
采纳1份提案。
会议输出1份文档（N2070）。
讨论了AVS2监控档次压缩层、系统层以及文件格式。
在A VS1系统层分别定义面向流式传输和监控视频文件的高效随机访问索引机制。
2014年12月前完成相关技术工作。
需要对相关系统层标准报修订计划。
3. 视频组本次会议纪要为N2071。
本次会议审议60份提案。
采纳16份提案。
输出5份文档（N2071~N2075）。
本次会议形成A VS2-P2 CD2，面向广播电视（逐行、隔行）、监控、通信、图像编码等应用，包括基准和基准-10比特档次，编码效率进一步提高，估计增益为AI 0.3%，RA 3.5%，LD 5.0%。
视频组将于2014年7月21-31日在杭州召开A VS2-P2 CD2编辑会议，会议后输出N2073，交由工作组会员投票。
2014年8月中旬发布A VS2视频的性能测试数据。
形成A VS2-P2符合性测试WD0.2。
数字音频编码技术和AVS音频标准
数字音频编码技术和A VS音频标准胡瑞敏 高 戈 张 勇 王晓晨摘要：随着信息技术和互联网的飞速发展，多媒体信息已经成为人们获取信息的主要载体之一。
作为多媒体技术的关键，多媒体数据压缩编码近年来在技术和应用方面都取得了长足的发展。
本文简要介绍了数字音频编码技术的发展概况，并重点介绍了我国自主知识产权的AVS系列数字音频编码标准及其核心关键技术，并对其在多媒体业务中的应用做了展望。
关键词：音频编码 AVS-P3音频标准 AVS-P10移动语音和音频标准 AVS-S音频标准1 引言数字技术的出现与应用为人类带来了深远的影响，数字音频技术作为应用最为广泛的数字技术之一，具有高保真、大动态范围和稳健性的优点已经伴随着CD、VCD、MP3、DVD等大众消费类产品走进千家万户。
但是原始的数字化信号的存储量是非常大的，随着多媒体应用的日益广泛，特别是在存储空间受限以及移动和网络传输中，常常受到带宽等因素的限制，无法兼容高码率。
但是用户期望在所有的数字系统上都能享受CD音质的回放，因此为了利用有限的资源，必须在不降低音质的情况下，对原始数字音频信号进行压缩，减小数据传输所需要的码率。
近10多年来，基于应用的需求促进了数字音频压缩技术的研究，各种高质量的音频编码技术取得了较快的发展[1]。
本文首先简要介绍了数字音频编码技术的发展概况，然后概要介绍了已制定完成的面向数字电视、高密度激光存储应用的AVS-P3音频标准，并重点介绍了正在制定的面向中低码率移动多媒体应用的AVS-P10移动语音和音频标准以及面向安防监控应用的AVS-S音频标准的核心关键技术与特色，并对它们在多媒体业务中的应用做了展望。
2 数字音频编解码技术的发展及研究现状音频压缩技术的发展最初是从无损压缩开始的。
上世纪70年代初期，音频编码中采用了脉冲编码调制（PCM）编码，这是一种最通用的无压缩编码，它的特点是保真度高，编解码运算复杂度低，但编码后的数据量大，编码效率比较低[2]。
AVS和H264的区别及详细介绍说明
AVS和H.264的区别及详细介绍说明AVS是数字音视频编解码技术标准的英文简称，是我国牵头制定的第二代数字音视频信源标准，具有自主知识产权，在今年被批准为国家标准，并与3月1日正式实施。
它的编码效率与竞争性国际标准MPEG-4／H.264相当，代表了国际先进水平，广泛应用于广播、通信、电视、娱乐等各个领域。
破AVS标准为我国构建“技术→专利→标准→芯片与软件→整机与系统制造→数字媒体运营与文化产业”的产业链条提供了难得的机遇。
国际上音视频编解码标准主要两大系列：ISOIECJTC1制定的MPEG系列标准；ITU 针对多媒体通制定的H.26x系列视频编码标准和G.7系列音频编码标准。
1994年由MPEG 和ITU合作制定的MPEG-2是第一代音视频编解码标准的代表，也是目前国际上最为通行的音视频标准。
经过十年多演变，音视频编码技术本身和产业应用背景都发生了明显变化，后起之秀辈出。
目前音视频产业可以选择的信源编码标准有四个：MPEG-2、MPEG-4、MPEG-4 AVC(简称H.264，也称JVT、AVC)、AVS。
可以推测，由于技术陈旧需要更新及收费较高等原因，MPEG-2即将退出历史舞台。
AVS与H.264谁将成为数字音视频产业的标准？这个问题悬而未决，对这两个标准的比较成为业界关注的焦点。
AVS是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准。
顾名思义，“信源”是信息的“源头”，信源编码技术解决的重点问题是数字音视频海量数据(即初始数据、信源)的编码压缩问题，故也称数字音视频编解码技术。
显而易见，它是其后数字信息传输、存储、播放等环节的前提，因此是数字音视频产业的共性基础标准。
AVS标准是《信息技术先进音视频编码》系列标准的简称，AVS标准包括系统、视频、音频、数字版权管理等四个主要技术标准和一致性测试等支撑标准。
H.264是由ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)联合组建的联合视频组(JVT：joint video team)提出的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。
广播电视先进视频编解码(AVS ) 技术应用实施指南讲解
附件广播电视先进视频编解码（AVS+）技术应用实施指南国家新闻出版广电总局工业和信息化部二〇一四年三月目录1、引言 (1)1.1 背景 (1)1.2 总体原则 (1)1.3 适用范围 (2)2、技术特点与典型产品 (3)2.1 技术特点 (3)2.1.1 AVS+与H.264 (3)2.1.2 AVS+与AVS1-P2 (3)2.2 典型的AVS+产品 (4)2.2.1 编码器 (4)2.2.2 转码器 (4)2.2.3 专业解码器 (4)2.2.4 综合接收终端 (5)2.2.5 解码芯片 (5)2.2.6 统计复用器 (5)3、基于AVS+的端到端系统解决方案 (6)3.1 方案1：源端AVS+压缩播出、终端AVS+接收 (6)3.2 方案2：源端AVS+压缩播出、终端MPEG-2/H.264接收73.3 方案3：源端MPEG-2压缩播出、终端AVS+接收 (8)4、技术应用实施指南 (10)4.1 卫星传输分发数字电视 (10)4.2 卫星直播数字电视 (10)4.3 地面数字电视 (11)4.4 有线数字电视 (11)4.5 互联网电视与IPTV (12)5、技术应用指导意见 (13)5.1 卫星传输分发数字电视 (13)5.2 卫星直播电视 (13)5.3 地面数字电视 (13)5.4 有线数字电视 (14)5.5 互联网电视和IPTV (14)1、引言1.1 背景2012年7月10日，国家广播电影电视总局正式颁布了《广播电视先进音视频编解码第1部分：视频》行业标准，即GY/T257.1-2012，简称A VS+，在国标体系中，A VS+对应《信息技术先进音视频编码第16部分：广播电视视频》；在技术体系中，A VS+在A VS1-P2（即GB/T 20090.2—2006）的基础上，增加了若干关键技术，编码效率得到了显著地提高，更适合广播电视应用。
目前，A VS+包括基准类和广播类，A VS1-P2只包括基准类，因此A VS+兼容A VS1-P2，而A VS1-P2不兼容A VS+。
数字音视频编解码技术标准工作组文件-AVS标准工作组
数字音视频编解码技术标准工作组文件©A VS N1770: 2010年12月18日来源: 全体会议标题: A VS工作组第35次会议大会决议状态: 全体大会确认目的：决议___________________________________________________1、需求本次会议需求组与视频组召开联席会议，讨论了A VS2和双目立体视频编码。
需求组决定召开一次关于A VS2应用和需求的研讨会（拟与工信部“十二五”规划会同步举行，地点：广州，时间初定2011年1月），就A VS2的应用、技术需求等问题展开讨论，广泛收集意见，由秘书处协助组织并通知相关单位。
输出《A VS第35次会议需求组会议纪要》（N1754）。
2、系统本次会议收到1项提案（M2774，综合场景参考软件），接收提案，进一步完善优化后输出（N1757）。
输出A VS1-P11（同步文本）FCD（N1755）。
输出A VS1-P12（综合场景）CD（N1756）。
本次会议纪要为N1758。
3、视频本次会议审议20项视频提案，联合审议2项提案，1项提案撤销。
采纳2项提案。
输出6个文件。
会议纪要见N1759。
与需求组共同修订《双目立体视频测试序列征集书》，继续征集双目立体视频测试序列，继续征集双目立体视频编码提案。
提交双目立体视频技术提案，应按《双目立体视频通用测试条件》进行测试并提交测试结果。
形成《A VS 立体视频编码标准化进展报告（第二期）》，12月31日输出，由秘书处提交相关部门与组织。
本次会议接收到11个视频监控测试序列，放在工作组网站，可供A VS标准化工作使用。
感谢提供方北京大学的支持！建立视频监控背景差分编码核心实验（CE）（N1762）。
继续开展A VS1-P2修订版移动、伸展档次的符合性测试工作。
形成A VS1-P13《可重构视频编解码工具集（WD）》，后续将开展参考软件编制工作。
©本文档和所包含技术信息的知识产权归提出者所有，仅供“数字音视频编解码技术标准工作组”工作范围内应用，并非公开发表，提出者保留申请专利或在公开出版物发表等相关权利。
中国牵头的新一代音视频压缩标准AVS
也称 Ｊ Ｖ Ｔ 、Ｈ ． ２ ６ ４ ）、Ａ Ｖ Ｓ 。从制订者分， 前三个标准是由 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ 专家组完成的，第 四个是我国自主制定的。从发展阶段分， Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２ 是第一代信源标准，其余三个为 第二代标准。从主要技术指标— 编码效 率比较：Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ４ 是 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２ 的 １ ． ４ 倍， Ａ Ｖ Ｓ 和 Ａ Ｖ Ｃ 相当，都是 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２ 两倍 以上。
Ａ Ｖ Ｓ 我国自主创新和集成创新的重大成果
我国在“十五”期间通过三年多的 努力自主制定的数字音视频编解码技术 标准 Ａ Ｖ Ｓ ，为“十一五”期间落实《中 共中央关于制定国民经济和社会发展第 十一个五年规划的建议》中“重点培育 数字化音视频产业”的号召奠定了重要 基 础 。《建议》还 要 求“ 把 增 强 自 主 创 新 能力作为科学技术发展的战略基点和调 整产业结构、转变增长方式的中心环 节，大力提高原始创新能力、集成创新 能 力 和 引 进 消 化 吸 收 再 创 新 能 力 。”Ａ Ｖ Ｓ
标准采用的专利技术中，约 ９ ０ ％ 来自国 内科研机构和企业，是自主创新和集成 创新的重大成果，在落实《建议》中“制 定重要技术标准，构建自主创新的技术 基础”要求方面迈出了坚实的一步，是 我国标准、技术、专利、产业、应用五 个环节和谐发展的重大案例。
在知识产权方面，Ａ Ｖ Ｓ 用近四年的实 问题”制定重大标准的可行性问 题。重大标准通常涉及到上百项必要专
（本刊记者在此对黄铁军先生的支 持表示感谢）
avs2编码标准
avs2编码标准AVS2（Audio Video coding Standard 2），是中国自主研发的一种先进的音视频编码标准。
AVS2编码标准能够提供更高的压缩率和更好的视听品质，为音视频传输和存储领域的应用提供了更多可能性。
它是在AVS（Audio Video coding Standard）标准的基础上进行了改进和优化。
AVS2编码标准相比于AVS标准，在压缩率和性能方面有了显著的提升。
它采用了更严格的压缩算法和更先进的编码技术，能够在保证视听品质的同时，显著减少数据量。
这使得AVS2成为了处理高分辨率和高帧率视频的理想选择，为4K、8K甚至更高分辨率的视频提供了有力的支持。
AVS2编码标准的关键技术包括：1.预测技术：AVS2采用了更精确的运动估计和补偿技术，能够更好地捕捉视频中的运动信息。
通过对运动进行预测，可以减少视频数据中的冗余信息，进而提高压缩率。
2.变换和量化技术：AVS2采用了多种变换和量化方法，以更好地适应不同类型的视频内容。
通过将空域的视频信号转换为频域表示，可以进一步减少数据量。
同时，AVS2还引入了自适应量化技术，根据视频内容的特点动态调整量化参数，以提高编码效果。
3.熵编码技术：AVS2使用了一种高效的熵编码算法，能够将压缩后的视频数据进一步减少。
这种算法能够根据数据的统计特性，为不同的数据段分配不同长度的编码，以达到更好的压缩效果。
AVS2编码标准在实际应用中已经取得了广泛的成功。
它被应用于数字电视、视频监控、移动通信等领域，得到了业界的认可和推广。
AVS2编码标准还为中国在国际音视频编码领域的发展做出了重要贡献，提高了中国在标准化工作中的话语权和影响力。
另外，AVS2编码标准的开放性也为各类厂商和研究机构提供了良好的合作平台。
通过参与和贡献，各方可以共同推动AVS2标准的发展，并在实践中不断优化和改进。
这种开放的合作模式有助于加快技术创新和产业发展，为用户提供更高质量的音视频体验。
数字音视频编解码技术标准工作组-AVS标准工作组
数字音视频编解码技术标准工作组A VS N2017: 2013年12月来源: 视频组标题: 视频组工作规范状态: 视频组通过视频组工作规范（本文件输出之后立即执行）1. 视频组采纳提案至少要求满足以下条件⏹技术合理、描述清晰；⏹提案方可以使用非最后版本的参考软件实现提案技术，并提供在通用测试条件下的测试结果，但必须说明当时最后版本的标准草案和参考软件中的其它技术不影响提案技术的性能测试结果；⏹必要时视频组设立核心试验组对提案技术进行验证，提供在共同确定的测试条件下的测试结果，性能满足要求；⏹所有涉及到主观质量的技术都应该进行主观测试，必须按照主观测试规范要求提供主观测试码流（或解码后视频序列）参加主观测试；⏹提供与提案技术完全一致的、在标准文档中所需的全部相关文本，包括语法、语义、解码过程等等。
会议期间审议提案技术对文本修改的正确性及准确性，采纳的提案应在会议结束前将文本提交给标准文本编辑人。
⏹至少完成“源代码级验证”的交叉验证。
2. 参考软件维护参考软件维护方：⏹每次会议结束前安排好参考软件集成计划，并记载于视频组会议记录。
⏹每加一个新技术集成都做好软件版本备份、版本控制、测试验证。
对于新采纳的技术提案的提案方应：⏹在规定时间内负责软件集成；⏹在通用测试条件以及边界条件下测试通过（维护方至多负责2次新技术集成后版本软件正确性验证，如果新版本软件仍然存在问题，则不通过本次软件集成，标准草案文本和参考软件中暂时不收该提案技术）；⏹给出相应的readme和测试报告；⏹交给参考软件负责人。
建立提案技术集成预警机制，当需集成的技术超过预期集成时间2天时由软件维护人在视频组邮件列表上发布预警通知，视频组组长提出处理建议并在邮件列表上通报。
视频组有权对未按时集成的技术取消采纳的决定。
一般应在每次工作组会后一个月内发布最新版参考软件。
3. 交叉验证涉及提案方、交叉验证方、参考软件维护方提案方尽量采用已发布的最新版参考软件，通用测试条件。
中国音视频编码标准AVS.
MP3 专利事件 (0.75美元/台) (2.5美元/台)
15000亿元
(2.5美元/台)
9000亿元
DVD 专利事件 (2.5美元/台)
5000亿元
பைடு நூலகம்
2002年
…
2006年
2007年
2008年
…
2010年
2
标准、专利、专利池
标准化 互补性 必要技术要求 研 究 开 发 可选技术要求 专 利 未标准化的 增强型技术 技术秘密 （know-how） 公开技术 必要性 核心专利 流出机制 非核心专利 专利池 产 单独授权 品 生 产 制 造 联合授权
– 大陆企业视听终端产品企业需支付专利费约40亿/年，十年回溯将达400亿 – 由于专利费事件，我国已经没有自主品牌的DVD产业 – 若采用新的国际标准(H.264)，则我国运营商每年还将支付约200亿
视 音 频 产 业 预 测 年 产 值
出口欧洲的机 顶盒MPEG-2 专利费事件 中国出口彩电 的美国数字电 视标准事件
Y 1 1 1 1 1 y '11 y '12 y '13 y '14 a a a a y11 y12 y13 y14 a b a b Y 2 2 1 1 2 y '21 y '22 y '23 y '24 b b b b y21 y22 y23 y24 a b a b Y 3 1 1 1 1 y ' y ' y ' y ' a a a a y y y y a b a b 31 32 33 34 31 32 33 34 Y 4 1 2 2 1 y ' y ' y ' y ' b b b b y y y y a b a b 41 42 43 44 41 42 43 44
AVS视频编码技术回顾与应用展望
A VS视频编码技术回顾与应用展望马思伟从2002年8月第一次AVS1会议至今，AVS已走过两年的历程，其间涌现了大量的优秀技术提案，并成功地制定了面向高清晰度（以下简称“高清”）数字电视广播、流媒体传输、移动多媒体通信等应用的视频编码标准，此外在系统规范、音频编码、数字版权保护等各方面也已取得一定的成果，已经初步形成具有自主专利知识产权的标准体系。
在产业应用方面，新成立的AVS产业联盟为AVS的应用推广树立一面旗帜。
在前不久ISMA2与AVS工作组共同举办的网络电视标准与产业论坛，以及由台湾华聚产业共同标准推动基金会与中国通信标准化协会、中国电子工业标准化技术协会共同举办的海峡两岸信息产业技术标准论坛上，来自国内外的众多高新技术企业都对AVS的未来前景给以高度评价，并予以支持。
在看到AVS生机勃勃的同时，我们也不能不看到AVS与其他标准间的竞争也是愈演愈烈。
那么该如何看待AVS 与其他标准间的关系，AVS的生命力何在？下面将就这些问题进行探讨。
首先从AVS的技术特征去认识AVS，从技术层面剖析AVS，然后从AVS本身的特点出发看其在专利政策与其他标准间的关系。
1AVS历史回顾由于未经压缩的原始视频数据量之大对于当前有限的传输带宽或存储空间都是难以承受的，使得视频压缩(编码)成为国内外研究和应用的热点之一。
在过去几十年里，国际上已经成功地制定了面向各种应用的视频编码标准，主要包括用于CD-ROM3存储的MPEG4-1标准、用于数字视频光盘（DVD5）和数字电视广播（DVB6）的MPEG-2标准、用于视频会议的H.261/H.263标准以及允许对任意形状的对象进行编码的MPEG-4标准。
尤其是最近国际上新制定的H.264/A VC视频编码标准，与以往任何编码标准相比，其压缩效率都至少提高了一倍以上，已经得到了各研究机构和多媒体工业界的高度重视，并将引发多媒体产业中一场新的变革。
与此同时国际专利的壁垒一直限制我国多媒体工业的发展，于2002年6月成立的A VS工作组目的是为面向我国的信息产业需求，联合国内企业和科研机构，制订数字音视频的压缩标准，为数字音视频设备与系统提供高效经济的编解码技术，以满足高分辨率数字广播、无线宽带多媒体通讯、互联网宽带流媒体等重大信息产业应用的需求。
AVS在卫星广播电视中的实际应用分析
AVS+在卫星广播电视中的实际应用分析随着近年来我国科学技术水平的全面发展，相关视频编码技术也得到了进一步发展，卫星广播电视领域更是在此种背景下取得了巨大的发展，其中视频压缩技术更是在这一行业的发展过程中起到了不容忽视的关键性作用，当前这一技术也被人们广泛应用在了研究和应用环节中。
本文将对AVS■视频编码技术的概念进行简要分析，进一步分析这一技术在卫星广播电视领域中的实际应用，希望对这项工作的发展提供一定的帮助和积极影响。
人们日常生活中对信息的获取，绝大多数都是通过视觉和听觉获取的。
当前多媒体信息技术也是在视频和音频信息上发展起来的一项重要技术手段。
由于当前人们对于视频、音频的要求不断提升，所以开展关于视频编码技术的研究也将成为一项具备较强意义的工作之一。
考虑到相关国际标准需要较高的专利费用，所以我国在对这一工作的研究上也开展了自主的研究，自主制定了相应的数字音视频解码技术AVS。
有了这一标准后，我国广电总局也在2012 年期间颁布了相关的行业标准，本文简称其为AVS+。
一、AVS技术介绍要想对AVS+勺主要内容进行了解，首先就需要对AVS进行掌握。
AVS标准就是信息技术先进音视频编码。
这项技术勺主要作用就是将数字视频和音频数据进行压缩，成为原始版本勺百分之二以下，这样信息在实际传送环节中才能得到更合理和有效勺应用。
( 郝嘉.卫星广播电视中AVS+勺作用探析[J]•中国高新区，2018，15(07)：21.)AVS标准主要包含了系统、视频、数字版权和音频等四项技术标准内容。
AVS中标准视频和现在国际使用的标准一致性较高。
而AVS标准在编码视频的处理环节中采用勺则主要就是混合型编码处理，这并不是一项单一算法形式，而是一套相对比较完整的编码系统。
在最初的环节中，每一项技术线路都应该在平行的发展状态中，关键性工具也需要从视频编码中的问题进行提出，最终将性能最佳的方案进行应用，也可以实现更好的发展和技术水平的提升。
avs与H264比较
一、H.264和AVS的背景H.264/MPEG-4AVC是I TU-T的VCG（Video Coding Experts Group）和ISO/IEC的MPEG(Moving Picture Experts Group)联合开发的新一代视频编码标准。
应用范围包括可视电话、视频会议等。
H.264的主要特色就是极大得提高了压缩率，是MPEG-2及MPEG-4压缩效率的一倍以上。
H.264核心技术与之前标准相同，仍采用基于预测变换的混合编码框架，但是在细节的实现上有很大不同，就是细节上的改进导致压缩效率极大得提高。
而且新一代视频编码标准H.264具有良好的网络适应性和容错等特点。
AVS的诞生可以说是一个历史的机遇，面对H.264以及MPEG-2等标准高额的专利费，我国数字视频产业面临严重挑战。
加上我国致力于提高国内数字音视频产业的核心竞争力，由国家信息产业部科学技术司于2006年6月批准成立了“数字音视频编解码技术标准工作组”，联合国内从事数字音视频编解码技术研发的科研机构和企业，针对我国音视频产业的需求，提出了我国自主知识产权的信源编码标准―――《信息技术先进音视频编码》系列标准，简称AVS(audio video coding standard).自主的AVS标准在技术和性能上处于国际先进水平，如果抓住这次机遇，我国在技术－专利－标准－芯片－系统－产业这个产业链上，就有可能具有全面的主动权。
二、H.264和AVS核心技术分析及对比H.264和以前的标准一样，还是采用的混合编码的框架，AVS视频标准采用了与H.264类似的技术框架，包括变换、量化、熵编码、帧内预测、帧间预测、环路滤波等模块。
他们核心技术的不同包括以下几点：（1）变换和量化H.264对残差数据采用基于块的变换编码，去除原始图像的空间冗余，使图像能力集中在小部分系数上，直流系数值一般来说是最大的，这样可以提高压缩比、增强抗干扰能力。
先前标准一般采用DCT变换，这种变换的缺点是会出现失配现象，原始数据经过变换和反变换恢复后会有一个差值，由于是实数运算计算量也比较大。
AVS—P10移动音频编解码标准与关键技术
【 ｙ ｗ ｒ ｓ Ｖ ｔｎ ａ ； ｂｌ ｍ ｌｍ ｄａ ａｄｏｃｄｎ；ｈｂ ｄｃｄｎ Ｋｅ ｏｄ 】Ａ Ｓ ｓ ｄ ｒ ｍｏｉ ｕｔ ｅ ｉ ｕ ｉ ｏ ｉ ａ ｄ ｅ ｉ ； ｇ ｙｒ ｏｉｇ ｉ
（ ： 垄星篓 垄…… ，
文 章 编号 ： ０ ２ ８ ９ （ ０ ０ １ — ｏ ４ Ｏ １０ — ６ ２ ２ １ ）０ ０ ０ 一 ５
Ａ — １ 移动音频编解码标准与关键技术 冰 ・ ・ ＶＳ Ｐ ０ 论 文
胡 瑞 敏 ． 晓 晨 ． 卫 平 王 涂
（ 汉 大 学 国 家 多媒 体 软 件 工程 技 术 研 究 中心 ， 北 武 汉 ４０ ７ ） 武 湖 ３ ０ ９
Ａ — ＋ 当。Ａ Ｓ Ｐ ０具 有 高 效 灵 活 的压 缩特 性 、 ＭＲ ＷＢ 相 Ｖ—１ 强大 的 错 误保 护机 制 、 复 杂度 模 式及 自主 的 知识 产 权 状 况 。 ３ 低 在 Ｇ通 信 、 移
动和 网络 多媒 体 信 息 业务 等领 域 具 有广 泛 的应 用 前 景 。
１ 移 动音 频编 码 研 究背 景
当前 全 球 移 动 通 信 已全 面进 入 ３ Ｇ时 代 ，Ｇ 时 代 的 ３ 技 术 进 步 使 终 端 接 入 网络 的带 宽 进 一 步 提 升 ， 动 通 信 移
的 环 境 条 件 得 到 明 显 改 善 ，并 促 进 用 户 需 求 进 一 步 增
ＨＵ Ｒｕ —ｒｉ ，Ｗ ＡＮＧ ａ — ｈ ｎ ｉａ ｎ Ｘｉｏ ｃ ｅ ，ＴＵ Ｗ ｅ — ｉ ｇ ｉ ｐｎ
AVS视频编码标准
关键技术
– – –
–
–
变换
因为在一幅图像中像素之间的灰度或色差信号 变化缓慢,8*8子块中像素之间相关性很强，所 以通过离散余弦正交换处理后，在空间频率低 频范围内集中了数值大的系数，这样为数据压 缩提供了可能。
量化
为了达到压缩数据的目的，对DCT系数F(u,v)需 作量化处理，量化处理是在一定的主观保真度图 像质量的前提下，丢掉那些对视觉效果影响不大 的信息。不同频率的余弦函数对视觉影响不同， 所以可根据不同频率的视觉阐值来选择量化表中 的元素值的大小。 DCT变换系数F(u，v)，除以量化表中对应位置 的量化步长，其幅值下降，动态范围变窄，高频 系数的零值数目增加。
x01 x02 x03 a b a c x11 x12 x13 a c a b x21 x22 x23 a c a b x31 x32 x33 a b a c
AVS中的8*8整数DCT变换
Y = TXTA, T =
AVS视频标准
采纳的关键技术提案
–
DCT变换和量化
–
8x8整数变换及量化[10 9 6 2] （浙大）
–
熵编码
基于上下文的2D VLC熵编码器 （计算所） 宏块类型及CBP的联合编码（计算所） 逸出码预测编码方法（浙大） 一种把音视频编码数据封装为可随机访问数据流的方法 （上广电）
–
开始码
–
运动矢量预测
基于块的运动矢量预测 （计算所） 视频序列结构（清华）
–
视频编码结构
AVS视频标准
特点
–
高效
音视频编码标准AVS
（ ｉｇａ Ｔ ｌ ｉｏ ｔ ｉｎ Ｑｎ ｈ ｉ ｉｉｇ８ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｑｎ ｈ ｉ ｅｅ ｓ ｎＳａ ｏ ， ｉ ａ Ｘ ｎｎ １０ １ Ｃ ｉａ ｖｉ ｔ ｇ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｄ ｓ ｒ ｅ ｈ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ａ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉ ｓｏ ＶＳ ｉ ｅ ａｌ ：ｔ ｅ ｃ ｒ ｌ ｏ ｔ ｍｓ ｏ Ｏ－ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｅ ｃ ｂ ｓ ｔ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇｃ ｌｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｆＡ ｎ ｄ ｔ ｉ ｉ ｉ ｃ ｓ ｈ ｏ ｅ ａｇ ｒ ｈ ｆＣ ｉ
ＡＶＣ ｗｉｈ ｏｈｅ ｎ ｅ ｎ ｔ ｎ ｌＡｕｄｏ ｔ ｔ ｒｉ ｔ ｒ ａ ｉ ａ ｏ ｉ／Ｖｉｅ ｏ ｉ ｇ ｓａ ｄ ｒ ｓ，ｓ ｃ ｓ，Ｍ ＰＥＧ４／ＡＶＣ． Ｈａ ｉ ｇ ＡＶＳ ａ ｔ ｅ ｄ ｏｃ ｄｎ ｔｎ ａｄ ｕ ｈａ ｖｎ ｓ ｉｓ ｋ ｙ ｔｃ ｏｏ ｙ， ａ ｎ ｕ ｔ ａ ｈａｎ ｏ ｉ ｉ ｌｖｄｅ ｅ ｈｎ ｌｇ ｎ ｉ ｄ ｓｒ ｌｃ ｉ ｆｄ ｇｔ ｉ ｏ，ｗｈ ｃ ｓ “ｔ ｃ ｉａ ｐ ｃ ｉ ａ ｉｈ ｉ ｅ ｈｎ ｃ ｓ ｅ ｌ ｃ ｉ ｎ ｐ ｌｃ ｔｏ ｏ ｗａ ｅ ｈｐ ａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｓ ｆ ｒ ｔ ｅ ｕ ｐ ｅ ｔ ｍａ ｆｃ ｕ ｅ ｑ ｉ ｍ ｎ ｎｕ ａ ｔ ｒ ｐ ｔ ｎ ÷ ｓａ ｄ ｒ ａｅ ｔ＿ ｔｎ ａｄ ＣＯＤＥＣ
口宗 晨 （ 青海电 视台， 西宁８０ １ 青海 １ ０） ０
摘
要： 着重描 述 了 Ａ Ｓ的技 术 特 点 ， Ｖ 包括 Ａ Ｓ视 频 编 解码框 架 、 Ｖ Ｖ Ａ Ｓ视 频 编 码 的核 心技 术 、 Ｖ Ａ Ｓ视 频
码 流层 次结 构 以及 Ａ Ｓ图 像 质 量 主 客 观 评 价 。 还 对 视 频 编 码 的 主 要 技 术 指 标 与 国 际 同 类 标 准 Ｖ ＭＰ Ｇ ／ Ｖ Ｅ ４ Ａ Ｃ进 行 了比较 。 以 Ａ Ｓ为核 心 的数 字视 频 产 业链 “ 术一 专利一 标 准一 芯 片 与软件 一 整机 Ｖ 技
音频编码标准发展现状及发展趋势
音频编码标准发展现状及发展趋势一、概述音频信号数字化之后所面临的一个问题是巨大的数据量，这为存储和传输带来了压力。
例如，对于CD音质的数字音频，所用的采样频率为44.1 kHz，量化精度为16bit；采用双声道立体声时，其数码率约为1.41 Mbit/s；1秒的CD立体声信号需要约176.4KB的存储空间。
因此，为了降低传输或存储的费用，就必须对数字音频信号进行编码压缩。
到目前为止，音频信号经压缩后的数码率降低到32至256kbit/s，语音低至8kbit/s以下，个别甚至到2kbit/s。
为使编码后的音频信息可以被广泛地使用，在进行音频信息编码时需要采用标准的算法。
因而，需要对音频编码进行标准化。
MPEG4 BSAC工具中则使用了效率更高的算术编码。
A VS）目前正在研究制定A VS第2部分音频标准，并已经申请了部分专利。
A VS音频标准的指导原则是：在基本解决知识产权问题的前提下，制定具有国际先进水平的中国音频编码/解码标准，使A VS音频编码的综合技术指标基本达到或超过MPEG AAC编码技术的指标。
目前正在开展移动部分A VS-M的音频标准制定工作。
本文从介绍音频技术入手，介绍音频编码标准的发展现状以及发展趋势。
二、音频编码技术和应用2.1音频信号通常将人耳可以听到的频率在20Hz到20KHz的声波称为为音频信号。
人的发音器官发出的声音频段在80Hz到3400Hz之间，人说话的信号频率在300到3000Hz，有的人将该频段的信号称为语音信号。
在多媒体技术中，处理的主要是音频信号，它包括音乐、语音、风声、雨声、鸟叫声、机器声等。
2.2音频编码技术对数字音频信息的压缩主要是依据音频信息自身的相关性以及人耳对音频信息的听觉冗余度。
音频信息在编码技术中通常分成两类来处理，分别是语音和音乐，各自采用的技术有差异。
现代声码器的一个重要的课题是，如何把语音和音乐的编码融合起来。
语音编码技术又分为三类：波形编码、参数编码以及混合编码。
中国数字音视频编解码标准(AVS)的研究及产业化进展
Ａ Ｓ 一套适 应面十分广 阔的技术标准 ，优势表现在 以下几个 Ｖ是
方面 ： （ ） １ 基于 中国创新技术和 部分公 开技术的 自主标 准 编码效
率 比第一 代标 准 （ Ｅ － ） —倍 ，而且技 术方案简洁 ，芯片 ＭＰ Ｇ ２ 高２ ３ 实现复杂度 低 ，达到了第二代标 准的最 高水平 ，可 节省一半 以上的
关键词 Ａ ＭＰ Ｇ－ ／ ４ ＶＳ Ｅ ２ 一 Ｈ．６ ２４ 标准 。
数字音视频系统市场向来是 ＭＰ Ｇ Ｅ 等标准的 天下 ．但面对 即将 到来的数字 电视… 时代 ，中国必须拥有 自己的数字音视频 编解 码技 术标 准。如果继续采用 ＭＰ Ｇ Ｅ 等技 术标准 ，不可避免地要向它们缴 纳专利费 研发 自己的数字音视频编解 码技 术被提上 日程。
一
与国内其他 技术标 准不同的是 ，Ａ Ｓ 准系统从一开始就着眼 Ｖ标 于规避国外的专利问题 。中国丌发 Ａ Ｓ 术与标 准的基本思路是 ， Ｖ技 基于可 以合法免费使 用和中国 自主研发的专利技术 ，制订出一套 自 主的音视频编解 码技 术标准。Ａ Ｓ 准采用 自主技术 ，可以有效避 Ｖ标 免 国外的专利 收费 ，但同时可 与最新 匡 际标准相 兼容 ，有利于一块 Ｊ 芯 片同时支持 国内和 国际两种标准 。在技术 方案上精简掉国际标 准 中因非技 术原因而加 入的一些 必要 的模 块 ， 而提供 性价比更高 从 的技术 。 评估 专家组也 认为 ，Ａ Ｓ Ｖ 是具有 中国 Ｆ主控 制知识 产权 的技 １ 术 ，可 以在 Ａ Ｓ Ｖ 基础 上 制 汀 中国 的音 视 频编 解 码 的国 家标 准 。 Ａ Ｓ Ｖ 也可 以兼容ＭＰ Ｇ ４Ａ Ｃ， ２ 国际标 准基本层 ，从而为今 Ｅ － Ｖ Ｈ． ４ ６ 后Ａ Ｓ Ｖ 产品进 入国际市场提供 了便利 条件 。 Ａ Ｓ Ｖ 不仅解决 了知 识产权 问题 ，还 可以大大节省带宽和存储 资 源 ，利用 ＭＰ Ｇ一 Ｅ ２传送高清晰度数 字电视需要 占用大约２） （ Ｍ的码
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1 to 100,000 100,001 to 500,000 500,001 to 1,000,000 1,000,001 to 5,000,000 5,000,001 to 10,000,000 10,000,001 or more
$0.50 $0.37 $0.27 $0.22 $0.17 $0.12
• 解码复杂度
– AVS音频编码技术Main Profile的解码复杂度略高 于MPEG AAC Main Profile的编码复杂度
AVS音频编码技术的适用范围
音频应用 HDTV 激光视盘 音频 广播 FM AM AVS Audio Coding 适用 适用 适用 适用 适用 适用 MPEG AAC 适用 适用 适用 不适用 适用 适用
• 立体声编/解码
– M/S – SBR – 下混
AVS音频编码技术框架的分层策略
• 为满足不同的应用需要，AVS音频编码技 术可以采用分模式策略，主要考虑以下 几个模式：
– Main Profile
• 高质量，高复杂度；
– Low Complexity
• 可接受的编码质量，低复杂度；
– Scalability
AVS音频编码技术
潘兴德 研究员
北京阜国数字技术有限公司
AVS音频技术标准化的目标
• 在基本解决知识产权问题的前提下，制 定具有国际先进水平的中国音频编/解码 技术标准，使AVS音频编解码技术的综 合技术指标（包括编码效率、复杂度和 延迟等）基本达到或超过MPEG AAC编 码技术。
我国音频编码技术现状
子带域提高谱搬移/重叠性能的方法。 基于自适应滤波增强高频重构感知质量的编码方法。 基于高频重构的编码系统性能增强技术。 基于自适应映射的源编码系统增强技术。 复指数调制滤波器组的混叠消除技术。 用于低码率音频编码应用的高效可伸缩参数立体声编码技术。 采用参数编码和/或波形编码技术增强高频重构质量的方法。.
• 可分级的码率和编码质量
AVS音频编码技术框架和MPEG AAC技术比较(Main Profile)
• 编码效率
– 在低码率下，AVS音频编码技术Main Profile可以 获得比MPEG AAC Main Profile更高的编码质量， 极大的提高了
• 编码复杂度
– AVS音频编码技术Main Profile的编码复杂度略高 于MPEG AAC Main Profile的编码复杂度
AVS音频编码技术
• 频带扩展技术
– 恢复高频信号成分 – 提高编码音频质量
• 时域信号处理
– 重采样 – 预测信号类型 – 信号预处理
AVS音频编码技术
• 心理声学计算
– 分析人耳同时掩蔽效应，以决定各时频子带系数的 量化步长，使编码主观失真最小 – 对信号类型、信号成分的变化情况进行有效的预测
AVS音频编/解码技术的实验安排
• AVS专题组将在2003年10月~2003年12月 组织第三方的正式主观测试。届时，将 综合测试和验证推荐AVS音频编码技术的 各项技术指标。
AC-3收费价目表 （中国电子音像协会提供）
• Number of Licensed Device Disposed of in Quarter(Per Ch) On those from 1 to 10，000 On those from 10，001 to 50，000 On those from 50，001 to 250，000 On those from 250，001 to 1 million On those over 1 million Royalty Payable
$1.00 $0.74 $0.54 $0.44 $0.34 $0.24
谢 谢!
AVS音频技术提案分析列表
AAC LD+OCS 滤波/变换 心理声学模型 滤波/块切换准 则 量化 熵编码 立体声编码 带宽扩展 参数编码 可分级 客观质量评价
TNS/PNS FLPVQ MDCT reference 感知熵 Outer- inner Loop Huffman MS/IS/OCS Coupling
• 国内从事音频编码技术研究的单位
– 研究机构 – 大学 – 企业
• 国内音频编码技术研究水平
AVS音频技术提案
• 截至目前为止，AVS音频专题组共收到8 项音频编码技术提案
– – – – – Philips提交的AAC LD+ OCS Dolby提交的Dolby AC-3 SAMSUNG提交的ASAC 清华大学提交的THAC 北京阜国数字技术有限公司提交的EAC、 EAC5音频编码技术、EACPlus技术规范 – 武汉大学音频编码质量客观评价
客观评
AVS音频编码器框架
频带扩
时间-频率 映射
频域线性预测 及矢量量化
多分辨率分析 及矢量量化
M/S
量化和 熵编码
比特流
AVS音频解码器框架
EAC 比特流
熵解码
反量化
M/S
逆多分辨率 矢量量化
逆频域线性预 测矢量量化
频率－时间 映射
频带 扩展
输出 下混 音频 信号
SE 9800268-6/PCT WO 98/57436 PCT/SE00/00158/WO 01/26095 A1 PCT/SE00/00159/WO 00/45379
专利名称
一种基于小波变换的音频信号压缩编/解码方法。 小波分解滤波器组和重构滤波器组的构造方法。 一种实用的基于小波变换的声音编解码器。 音频数据小波包编码器中子带滤波器延迟估计和修正的方法。 一种基于伪小波滤波的音频编/解码技术。 基于高频耦合的伪小波5声道音频编/解码方法。 一种滤波参数矢量量化和结合量化模型预测的音频编码方法。 小波包快速重构方法。 一种基于自适应阀值和典型样本预测的块长选择方法。 用于知觉音频编码的信号处理方法及其柔性滤波器。 小波音频编码中块效应消除方法。 在小波音频编码中的基于感知熵的长短块切换方法。 用于感知音频编/ 解码的低延时、自适应的多分辨率滤波器组 用于感知音频编码的信号自适应多分辨率滤波器组 一种基于极小化全局噪声掩蔽比准则和熵编码的量化的音频编码方法 基于谱带重构的源编码增强技术。 基于可变时-频分辨率和时/频切换技术的高效谱包络编码。
用户
AVS音频编码技术
• 基于余弦调制的多分辨率滤波技术
– 提高编码效率 – 抑制预回声效应
• 量化和熵编码技术
– 非线性量化 – 自适应Huffman编码和算术编码
AVS音频编码技术
• 频域线性预测和矢量量化
– 提高编码效率 – 抑制预回声效应
• 多分辨率系数矢量量化
– 时-频区域编码 – 提高编码效率 – 抑制预回声效应
$1.65 $0.75 $0.21 $0.16 $0.12
MPEG AAC收费价目表
( )
• Number of Licensed Device Disposed of in Quarter (Per Ch) Consumer Decoder or Encoder Channels Consumer codec Channels
AC-3
MDCT simple 未公开
THAC
MSDFT 2D Spreading 未公开
EAC
PWT adaptive
EAC5
PWT adaptive
EAC+
PWT+ adaptive
ASAC
武汉大 学
时域分析 时域分析 时域分析
指数-尾 Outer- inner Max-min Max-min Max-min Loop Loop+VQ Loop+VQ Loop+VQ 数 Huffman Dynamic Huffman+ Huffman+ Huffman+ Huffman Arithmetic Arithmetic Arithmetic MS MS+ Coupling MS/SBR SBR FLPVQ FLPVQ+S BR 粗可分级 精细可分
流媒体 其他
已申请/受权EAC和EACplus技术相关专利
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 申请号/专利号
01109686.1 01109618.7 01109619.5 01134555.1 02122099.9 03100436.9 03122000.2 01109620.9 01134556.x 01134558.6 01144567.x 01144568.8 03148514.6 03148515.4 03146213.8
利用自适应噪声谱叠加和替代噪声限制技术，增强谱带重构（SBR）和高频重构（HFR）感知质量的方法。
PCT/SE01/01171 PCT/SE01/02510 PCT/SE01/02533 PCT/SE01/02828 PCT/SE02/00626 PCT/SE02/01372 SE 0104004-7