AVS与国际标准MPEG的区别

时间：04-20 来源：互联网点击：

表8 AVS主观测试结果

测试码率 \ 视频类型	标准清晰度(625/50i)		高清晰度(1125/50i)
AVS测试码率(Mbps)	3	1.5	10	6
测试结果	优秀	良好	优秀	良好到优秀

考虑到目前使用MPEG-2标准实施高清电视广播时，一般使用20Mbps的码率，使用MPEG-2标准实施标清电视广播时，一般使用5-6Mbps的码率，对照本次测试结果可以得知，AVS码率为现行MPEG-2标准的一半时，无论是标准清晰度还是高清晰度，编码质量都达到优秀。码率不到其三分之一时，也达到良好到优秀。因此相比于MPEG-2视频编码效率高2~3倍的前提下，AVS视频质量已完全达到了大范围应用所需的“良好”要求。对比MPEG标准组织对MPEG-4 AVC/H.264的测试报告，AVS在编码效率上与其处于同等技术水平。
4．AVS与MPEG标准的客观测试
对视频编码标准进行客观评价的常用方法是峰值信噪比PSNR。表9、表10分别给出了AVS与MPEG-2标准以及AVS与MPEG-4 AVC/H.264标准main profile的客观编码性能。结果为相同码率条件下峰值信噪比PSNR的增益。可以看出，AVS相对于MPEG-2标准编码效率平均提高2.56dB，相比于H.264标准编码效率略低，平均有0.11dB的损失。

下面是另一组视频序列的AVS和H.264的性能比较实验结果。实验使用的AVS视频编码器是RM 5.0a，H.264编码器是JM 6.1e。实验序列包括720p和1080i序列。编码参数见表4。表11-12给出了AVS视频标准相对H.264在PSNR上的增益。图5到图8给出了PSNR曲线。
表11 AVS和H.264编码参数
JM 6.1e
RM 5.0a
熵编码
CABAC
2D-VLC
率失真优化
使用
使用
参考图像
2帧
2帧
B帧
2帧（IBBP）
2帧（IBBP）
隔行编码
宏块帧/场自适应
图像帧/场自适应
运动补偿块大小
16′16到4′4
16′16到8′8
环路滤波
使用
使用

图 3 City序列实验结果

图 4 Harbour序列实验结果

图 5 Spincalendar序列实验结果
图 6 Flamingo序列实验结果
从上面的数据可以看出，在逐行编码方面，AVS视频标准的性能与H.264基本一致；在隔行编码方面，由于AVS视频标准目前只支持图像级帧/场自适应编码，平均有0.5dB的性能差距。

三、复杂度对比
表13对AVS与H.264的计算实现复杂性进行扼要对比，大致估算，AVS解码复杂度相当于H.264的30%，AVS编码复杂度相当于H.264的70%。
表13 AVS与H.264计算复杂性对比

技术模块	AVS视频	MPEG-4 AVC/H.264视频	复杂性分析
帧内预测	基于8×8块，5种亮度预测模式，4种色度预测模式	基于4×4块，9种亮度预测模式，4种色度预测模式	降低约50%
多参考帧预测	最多2帧	最多16帧，复杂的缓冲区管理机制	存储节省50%以上
变块大小运动补偿	16×16、16×8、8×16、8×8块运动搜索	16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8、4×4块运动搜索	节省30~40%
B帧宏块对称模式	只搜索前向运动适量即可	双向搜索	最大降低50%
?像素运动补偿	?像素位置采用4拍滤波 ?像素位置采用4拍滤波、线性插值	?像素位置采用6拍滤波 ? 像素位置线性插值	降低1/3存储器的访问量
变换与量化	解码端归一化在编码端完成，降低解码复杂性	编解码端都需进行归一化	解码器低于
熵编码	上下文自适应2D-VLC，Exp-Golomb码降低计算及存储复杂性	CAVLC：与周围块相关性高，实现较复杂 CABAC：硬件实现特别复杂	相比CABAC降低30%以上
环路滤波	基于8×8块边缘进行，简单的滤波强度分类，滤波较少的像素	基于4×4块边缘进行，滤波强度分类繁多，滤波边缘多	降低50%
Interlace编码	PAFF帧级帧场自适应	MBAFF宏块级帧场自适应	降低30%
容错编码	简单的条带划分机制足以满足广播应用中的错误隐藏、恢复需求	数据分割、复杂的FMO/ASO等宏块、条带组织机制、强制Intra块刷新编码、约束性帧内预测等实现特别复杂	大大低于

四、小结
AVS视频标准（GB/T 20090.2）是基于我国自主创新技术和国际公开技术所构建的标准，主要面向高清晰度和高质量数字电视广播、网络电视、数字存储媒体和其他相关应用，具有以下特点：（1）性能高，编码效率是MPEG-2的2倍以上，与H.264的编码效率处于同一水平；（2）复杂度低，算法复杂度比H.264明显低，软硬件实现成本都低于H.264；（3）我国掌握主要知识产权，专利授权模式简单，费用低。基于此，我们认为AVS标准是能够支撑国家数字音视频产业发展的重要标准。

参考文献
[1]信息技术先进音视频编码第2部分:视频. AVS N1165, 2005
[2]黄铁军，高文. AVS标准制定背景与知识产权状况. 电视技术. 2005年第7期.P4-7
[3]Liang Fan, Siwei Ma, Feng Wu. Overview of AVS Video Standard. Proc. 2004 IEEE Intl. Conf. Multimedia Expo., 2004: 423-426
[4]梁凡. AVS视频标准的技术特点. 电视技术. 2005年第7期
[5]ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 (MPEG). N6231 Report of The Formal Verification Tests on AVC (ISO/IEC 14496-10 | ITU-T Rec. H.264). December 2003, Waikoloa
[6]国家广播电视产品质量监督检验中心. AVS视频编/解码方案图像质量主观评价试验报告. 2004年12月
[7]国家广播电影电视总局广播电视规划院. AVS视频压缩质量主观评价（AVS参考软件5.2版）测试报告. 2005年9月

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	JM 6.1e	RM 5.0a
熵编码	CABAC	2D-VLC
率失真优化	使用	使用
参考图像	2帧	2帧
B帧	2帧（IBBP）	2帧（IBBP）
隔行编码	宏块帧/场自适应	图像帧/场自适应
运动补偿块大小	16′16到4′4	16′16到8′8
环路滤波	使用	使用