视频编码一直都是由国外垄断,但现今我国已经有自己制定的视频编码标准,现在由我们来介绍一下国产的视频编码AVS。
 
AVS是我国自主研发制定的音视频编码技术标准。AVS工作组成立于2002年6月,当年8月开始了第一次的工作会议。经过7次AVS正式工作会议和3次视频组附加会议,经历一年半的时间,审议了182个提案,先后采纳了41项提案,2003年12月19日AVS视频部分终于定稿!
 
AVS-视频编码中具有特征性的核心技术包括:小整数变换、DCT量化、高效帧内预测、高精度像素插值、帧间预测运动补偿、二维熵编码、去块效应环内滤波等。
 
1.高效的帧内预测
 
AVS的帧内预测技术沿袭了MPEG-4 AVC/ H.264帧内预测的思路,用相邻块的像素预测当前块,采用代表空间域纹理方向的多种预测模式。但AVS亮度和色度帧内预测都是以8x8块为单位的。亮度块采用5种预测模式,色度块采用4种预测模式,而这4种模式中又有3种和亮度块的预测模式相同。在编码质量相当的前提下,AVS采用较少的预测模式,使方案更加简洁、实现的复杂度大为降低。
2.DCT变换量化
 
AVS的8x8变换与量化可以在16位处理器上无失配地实现,从而克服了MPEG-4 AVC/ H.264之前所有视频压缩编码国际标准中采用的8x8 DCT变换存在失配的固有问题。而MPEG-4 AVC/ H.264所采用的4x4整数变换在高分辨率的视频图像上的去相关性能不及8x8的变换有效。AVS采用了64级量化,可以完全适应不同的应用和业务对码率和质量的要求。在解决了16位实现的问题后,目前AVS所采用的8x8变换与量化方案,即适合于16位DSP或其他软件方式的快速实现,也适合于ASIC的优化实现。
 
 
 
3.精确的帧间预测
 
帧间运动补偿编码是混合编码技术框架中最重要的部分之一。AVS标准采用了16×16,16×8,8×16和8×8的块模式进行运动补偿,而去除了MPEG-4 AVC/ H.264标准中的8×4,4×8,4×4的块模式,目的是能更好地刻画物体运动,提高运动搜索的准确性。实验表明,对于高分辨率视频,AVS选用的块模式已经能足够精细地表达物体的运动。较少的块模式,能降低运动矢量和块模式传输的开销,从而提高压缩效率、降低编解码实现的复杂度。
 
AVS和MPEG-4 AVC/ H.264都采用了1/4像素精度的运动补偿技术。MPEG-4 AVC/ H.264采用6抽头滤波器进行半像素插值并采用双线性滤波器进行1/4像素插值。而AVS采用了不同的4抽头滤波器进行半像素插值和1/4像素插值,在不降低性能的情况下减少插值所需要的参考像素点,减小了数据存取带宽需求,这在高分辨率视频压缩应用中是非常有意义的。
 
在传统的视频编码标准(MPEG-x系列与H.26x系列)中,双向预测帧B帧都只有一个前向参考帧与一个后向参考帧,而前向预测帧P 帧则只有一个前向参考帧。而新近的MPEG-4 AVC/ H.264充分地利用图片之间的时域相关性,允许P帧和B帧有多个参考帧,最多可以有31个参考帧。多帧参考技术在提高压缩效率的同时也将极大地增加存储空间与数据存取的开销。AVS中P帧可以利用至多2帧的前向参考帧,而B帧采用前后各一个参考帧,P帧与B帧(包括后向参考帧)的参考帧数相同,其参考帧存储空间与数据存取的开销并不比传统视频编码的标准大,而恰恰是充分利用了必须预留的资源。
 
AVS的B帧的双向预测使用了直接模式(direct mode)、对称模式(symmetric mode)和跳过模式(skip mode)。使用对称模式时,码流只需要传送前向运动矢量,后向运动矢量可由前向运动矢量导出,从而节省后向运动矢量的编码开销。对于直接模式,当前块的前、后向运动矢量都是由后向参考图像相应位置块的运动矢量导出,无需传输运动矢量,因此也可以节省运动矢量的编码开销。跳过模式的运动矢量的导出方法和直接模式的相同,跳过模式编码的块其运动补偿的残差也均为零,即该模式下宏块只需要传输模式信号,而不需要传输运动矢量、补偿残差等附加信息。


标签:视频会议技术文章 视频会议行业动态 

Powered by PageAdmin CMS