AVS與國際標(biāo)準(zhǔn)MPEG的比較分析(二)

精品文檔-下載后可編輯AVS與國際標(biāo)準(zhǔn)MPEG的比較分析(二)本文從技術(shù)角度對MPEG-2的視頻標(biāo)準(zhǔn)、MPEG-4AVC/H.26?和AVS視頻（GB/T200090.2）三個視頻標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比

AVS主觀測試——國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心數(shù)字電視用戶端產(chǎn)品測試實(shí)驗(yàn)室

AVS視頻與MPEG標(biāo)準(zhǔn)都采用混合編碼框架，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(dāng)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(shí)現(xiàn)了與國際標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)?shù)募夹g(shù)性能，但并未使用國際標(biāo)準(zhǔn)背后的大量復(fù)雜的。AVS-視頻當(dāng)中具有特征性的技術(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(yùn)動補(bǔ)償、二維熵編碼、去塊效應(yīng)環(huán)內(nèi)濾波等。

AVS視頻標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測，P幀和B幀的宏塊則需要進(jìn)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(jìn)行8×8整數(shù)變換（ICT）和量化，然后對量化系數(shù)進(jìn)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)，對量化系數(shù)進(jìn)行熵編碼。AVS視頻標(biāo)準(zhǔn)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。

2022年11月15日至12月26日，依據(jù)數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組的委托，國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心數(shù)字電視用戶端產(chǎn)品測試實(shí)驗(yàn)室對工作組送檢的AVS視頻編/解碼方案組織了圖像質(zhì)量主觀評價試驗(yàn)。通過對委托方提供的AVS軟編/解碼器的主觀評價試驗(yàn)，評價AVS視頻壓縮方案的性能。

圖像質(zhì)量主觀評價試驗(yàn)依據(jù)ITU-RBT.500-11《Methodologyforthesubjectiveassessmentofthequalityoftelevisionpictures（電視圖像質(zhì)量主觀評價方法）》和ITU-RBT.710-2《Subjectiveassessmentofimagequalityinhigh-definitiontelevision（高清晰度電視圖像質(zhì)量的主觀評價）》，采用雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度（DSCQS）法評價AVS視頻編/解碼系統(tǒng)處理后的圖像質(zhì)量相對于未經(jīng)壓縮的原始圖像質(zhì)量的差別。

本次視頻圖像質(zhì)量主觀評價的目的是通過比較經(jīng)AVS編/解碼系統(tǒng)處理過的圖像質(zhì)量與原始素材圖像質(zhì)量的差別來評價AVS視頻編/解碼方案的總體性能，評價素材的選擇內(nèi)容應(yīng)廣泛且嚴(yán)酷度適當(dāng)。所選擇的測試序列應(yīng)能反應(yīng)圖像的亮度再現(xiàn)、彩色再現(xiàn)、靜態(tài)空間分辨率、動態(tài)空間分辨率、運(yùn)動再現(xiàn)、視在深度效果、臨場感、閃爍性能和熟悉的色調(diào)的再現(xiàn)等特性。

高清晰度圖像測試序列的被評價對象與原始素材的平均得分差在1.6和6.0之間，總平均分差為3.6，說明評價人員認(rèn)為被評價對象的圖像質(zhì)量與原始素材的圖像質(zhì)量差別很小。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，AVS視頻編/解碼方案在圖像格式為1920×1080P/25Hz、壓縮碼率為6Mbps時，被評價對象的圖像質(zhì)量與原始素材圖像質(zhì)量的差別很小，不易察覺。

8個標(biāo)準(zhǔn)清晰度圖像測試序列的被評價對象與原始素材的平均得分差在1.1和10.5之間，總平均分差為6.4。除序列2外，其他7個測試序列的標(biāo)準(zhǔn)偏差均在6.4至8.6之間，說明評價人員對這些測試序列打分的離散度較小。

試驗(yàn)結(jié)果表明AVS視頻編/解碼方案在圖像格式為720×576I/50Hz、壓縮碼率為2.5Mbps時，可察覺經(jīng)編/解碼處理后的被評價對象與原始素材圖像質(zhì)量的差別，但差別小。

本次測試表明，AVS視頻碼率不到MPEG-2典型碼率二分之一（標(biāo)清）和三分之一（高清）的情況下，質(zhì)量損失很小，可以達(dá)到廣播要求。

AVS主觀測試——國家廣電總局廣播電視規(guī)劃院

2022年04月至9月，國家廣電總局廣播電視規(guī)劃院受AVS工作組掛靠單位中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所委托，對經(jīng)過AVS參考軟件編解碼后的標(biāo)準(zhǔn)清晰度和高清晰度視頻進(jìn)行主觀評價，評價其對源圖像的質(zhì)量損傷程度，完成了《AVS視頻壓縮質(zhì)量主觀評價》測試（附件）。

本次測試的依據(jù)是廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T134-1998《數(shù)字電視圖像質(zhì)量主觀評價方法》和ITU-RBT.500-11、ITU-RBT.1210-3《TestMaterialstobeusedinSubjectiveAssessment（用于主觀評價的測試材料）》標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)清測試采用6個國際標(biāo)準(zhǔn)圖像序列，高清采用6個國家標(biāo)準(zhǔn)圖像序列。

測試結(jié)果匯總?cè)缦拢?/p>

考慮到目前使用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施高清電視廣播時，一般使用20Mbps的碼率，使用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施標(biāo)清電視廣播時，一般使用5-6Mbps的碼率，對照本次測試結(jié)果可以得知，AVS碼率為現(xiàn)行MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的一半時，無論是標(biāo)準(zhǔn)清晰度還是高清晰度，編碼質(zhì)量