一、技術(shù)對比

        AVS視頻與MPEG標準都采用混合編碼框架(見圖1)，包括變換、量化、熵編碼、幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、環(huán)路濾波等技術(shù)模塊，這是當前主流的技術(shù)路線。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(fù)雜度下實現(xiàn)了與國際標準相當?shù)募夹g(shù)性能，但并未使用國際標準背后的大量復(fù)雜的專利。AVS-視頻當中具有特征性的核心技術(shù)包括：8x8整數(shù)變換、量化、幀內(nèi)預(yù)測、1/4精度像素插值、特殊的幀間預(yù)測運動補償、二維熵編碼、去塊效應(yīng)環(huán)內(nèi)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幀三種不同類型的圖像，I幀中的宏塊只進行幀內(nèi)預(yù)測，P幀和B幀的宏塊則需要進行幀內(nèi)預(yù)測或幀間預(yù)測，圖中S0是預(yù)測模式選擇開關(guān)。預(yù)測殘差進行8×8整數(shù)變換(ICT)和量化，然后對量化系數(shù)進行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(shù)，最后對量化系數(shù)進行熵編碼。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(yīng)，改善重建圖像的主觀質(zhì)量；另一方面能夠提高編碼效率。濾波強度可以自適應(yīng)調(diào)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定義的語法、語義及算法的子集；級別是在某一檔次下對語法元素和語法元素參數(shù)值的限定集合。為了滿足高清晰度/標準清晰度數(shù)字電視廣播、數(shù)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)：變長編碼

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

CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)：基于上下文的自適應(yīng)二進制算術(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、主觀評價和客觀測試


        壓縮效果的評價標準有主觀評價和客觀評價兩種，各有優(yōu)缺點。主觀評判是聘請專門的評價人員來比較壓縮之后再恢復(fù)的視聽效果和原始效果的差異，通常是在專門的視聽環(huán)境中按照一定的規(guī)則進行主觀評分?？陀^評判則是通過一種具體的算法來統(tǒng)計多媒體數(shù)據(jù)壓縮結(jié)果的損失，例如信噪比SNR(即信號與噪聲之比的對數(shù))。主觀評判和客觀評判有時相差很大，因此衡量一個算法的好壞就需要在這二者之間找到一個平衡點。對一套標準的評價，通常開發(fā)過程中采用客觀評價的方法，但最終要得到主觀評價的確認。

1．MPEG-4 AVC視頻標準主觀測試

        2002年10-12月，MPEG 組織了專題組對AVC (ISO/IEC 14496-10 | ITU-T Rec. H.264) 與MPEG-4 Visual (ISO/IEC 14496-2)和MPEG-2 Video (ISO/IEC 13818-2)標準進行了測試。測試在FUB/ISCTI (意大利)、NIST (美國)和TUM (德國)進行，測試結(jié)果表明AVC的編碼性能有顯著提高。

        本次測試標準清晰度(SD)和高清晰度(HD)采用的測試條件(視頻序列和碼率)如下表： 

       
       


        圖像質(zhì)量主觀評價試驗依據(jù)ITU-R BT.500-11 《Methodology for the subjective assessment of the quality of television pictures(電視圖像質(zhì)量主觀評價方法)》(下面可以看到AVS的兩次主觀測試同樣采用的是這個測試標準)。測試結(jié)果如下表： 


      


        (注：表中T表示透明，壓縮后與原始圖像看不出差異，Nx表示被對比者碼率是AVC的N倍時才能達到同等質(zhì)量，下同)

        由表可以看出，12個可比項中有8個的N大于等于1.5，有3個大于等于2，有一個等于4。 


       

        由表可以看出，AVC與MPEG-2參考軟件比，12個可比項中有9個的N大于等于1.8，有2個大于等于4。 

       


        由表可以看出，AVC與優(yōu)化的MPEG-2高清編碼器比，9個可比項中有7個的N大于等于1.7，有3個大于等于2，有一個等于3.3。 
       


        由表可以看出，AVC與MPEG-2參考軟件比，9個可比項中有8個的N大于等于1.7，有4個大于等于2。

        總體上講，AVC與MPEG-2對比，85個比對中66對MPEG-2的碼率要達到1.5倍才能與AVC達到同樣質(zhì)量，其中51對MPEG-2碼率要達到AVC的2倍才能達到AVC的質(zhì)量。換句話說，在60%的情況下，AVC的編碼效率能夠達到MPEG-2的兩倍。

       鑒于AVC的編碼效率能夠達到MPEG-2的2倍，我國有關(guān)測試機構(gòu)在測試AVS時，通常把AVS視頻的碼率也設(shè)在MPEG-2典型碼率的二分之一或更低，也就是測試AVS編碼效率是MPEG-2的2倍或更高的情況下的AVS視頻的編碼質(zhì)量是否能夠廣播要求。