中國電信網(wǎng)絡視頻監(jiān)控業(yè)務技術規(guī)范音視頻編解碼v5

PAGEi中國電信集團公司第1頁客戶服務系統(tǒng)科技事業(yè)部第PAGEi頁共51頁中國電信網(wǎng)絡視頻監(jiān)控業(yè)務技術規(guī)范—V3。0音視頻編解碼分冊（送審稿）中國電信集團公司2008年04月

目錄TOC\o”1—3”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc195283162”前言 1HYPERLINK\l”_Toc195283163”1、編制說明 2HYPERLINK\l”_Toc195283164"2、引用標準 33、縮略語 44、一般原則 55、音頻編解碼技術要求 6HYPERLINK\l”_Toc195283168”6、視頻編解碼技術要求 76.1基于MPEG-4的視頻編解碼技術要求 7HYPERLINK\l”_Toc195283170”6.1.1MPEG—4的檔次和級別 7HYPERLINK\l”_Toc195283171"6。1。1.1MPEG—4工具 7HYPERLINK\l”_Toc195283172”6.1.1。2級別的參數(shù)限制 8HYPERLINK\l”_Toc195283173"6.1.2MPEG—4的碼流語法 10_Toc195283175”6.1。4MPEG-43GPP包的載荷格式（可選） 10_Toc195283177”6.2基于H。264的視頻編解碼技術要求 106。2。1.2H.264級別的限制 12HYPERLINK\l”_Toc195283181”6。2。1.3H。264基本檔次各級別的參數(shù)限制 126.2。1。4H.264各級別的最大幀率限制 13_Toc195283184”6。2.3H.2643GPP包的載荷格式（可選） 156.3基于M—JPEG的視頻編解碼技術要求 167、其它技術要求 17HYPERLINK\l”_Toc195283188”7。1視頻圖像分辨率 177.2碼率控制 17

內(nèi)部資料,注意保密，未經(jīng)同意，請勿翻印文檔信息文檔名稱文件編號編制人保密級別修改過程版本號日期作者概述3。0—12007鄭澤民編寫3。0-42007鄭澤民修改評審過程版本號日期評審者概述3。0－v52008-04梁篤國提交分發(fā)范圍前言本規(guī)范為中國電信集團公司企業(yè)規(guī)范，用于規(guī)定中國電信網(wǎng)絡視頻監(jiān)控業(yè)務的相關音視頻編解碼技術要求。在結合中國電信開展視訊業(yè)務的實際情況，參照相關的國內(nèi)外技術標準，并綜合考慮當前設備制造商和系統(tǒng)集成商的具體情況的基礎上,制定本技術規(guī)范。本標準規(guī)定了提供中國電信網(wǎng)絡視頻監(jiān)控業(yè)務的前端單元中的有關音視頻壓縮的編碼檔次和級別、工具選項、碼流語法的規(guī)定、傳輸包的負載格式以及比特流和后端解碼器等方面進行了必要的定義和規(guī)范。本標準共分七章，分別為：編制說明、引用標準、縮略語、一般原則、音頻編解碼技術要求、視頻編解碼技術要求等。本標準起草單位：中國電信股份有限公司上海研究院.特別感謝：XXXXXX公司在本標準制訂過程中的大力支持與幫助。編制說明本技術規(guī)范可為中國電信寬帶網(wǎng)絡環(huán)境下網(wǎng)絡視頻監(jiān)控業(yè)務的視、音頻編解碼設備的業(yè)務功能、產(chǎn)品設計、性能測試和管理維護等提供技術依據(jù)。本技術規(guī)范同時可供中國電信其它多媒體業(yè)務應用進行參考。本技術規(guī)范關于MPEG-4視頻碼流的語法內(nèi)容依據(jù)ISO/IEC14496-2標準，關于H。264視頻碼流的語法內(nèi)容依據(jù)ISO/IEC14496-10標準。為適合中國電信的業(yè)務需要，本標準對ISO/IEC14496-2和ISO/IEC14496—10規(guī)定的檔次和等級進行適當刪減和擴展。根據(jù)中國電信實際業(yè)務需要，對MPEG—4、H。264、AVS標準的其它規(guī)定將在本規(guī)范的后續(xù)修訂版本中陸續(xù)添加。本規(guī)范為中國電信集團公司企業(yè)規(guī)范，用于規(guī)定中國電信網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的相關技術問題。作為中國電信網(wǎng)絡視頻監(jiān)控規(guī)劃、建設、全國聯(lián)網(wǎng)以及業(yè)務開展的基本依據(jù)，適用于網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)、建設和相關設備選型。本規(guī)范的增補、修訂及解釋權屬中國電信集團公司。如中國電信在此之前的文件與本規(guī)范有矛盾，按此規(guī)范執(zhí)行。引用標準具體參見《電信網(wǎng)絡視頻監(jiān)控業(yè)務技術規(guī)范（V3。0）—-總體技術要求》的相同內(nèi)容。 縮略語MPEG—4：本標準中特指ISO/IEC14496—2編碼標準。H。264:本標準中特指ISO/IEC14496—10編碼標準。AVS：中國數(shù)字音視頻編碼標準。檔次：即Profile，根據(jù)視覺對象定義了對應碼流語法的子集.等級:即Level，根據(jù)特定檔次，定義了對應采用的限制參數(shù)集合。一個檔次可包含一個或多個等級.SP：SimpleProfile，即簡單檔次.ASP:AdvancedRealTimeSimpleProfile,即高級實時簡單檔次。其它請參見《電信網(wǎng)絡視頻監(jiān)控業(yè)務技術規(guī)范（V3。0）——總體技術要求》的相同內(nèi)容。一般原則網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中視頻編解碼器采用MPEG-4、H。264、M-JPEG視頻編解碼標準。在AVS標準和產(chǎn)業(yè)成熟時可以同時采用AVS視頻編解碼標準。視頻編碼器必須至少支持其中一種標準；視頻解碼器應該具有能力交互，建議具有自適應(H.264、MPEG-4、M-JPEG）解碼的能力；視頻解碼器(3GPP除外）支持的檔次和級別不應低于編碼器支持的最高檔次和級別。音頻編解碼技術要求音頻比特流宜采用標準的RTP協(xié)議進行打包，音頻載荷數(shù)據(jù)應為整數(shù)個音頻編碼幀。網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中音頻編解碼器可以采用G.711/G。722.1/G。723.1/G.729/MP3/AMR音頻編解碼標準,必須支持G.711或G.722。1，音頻解碼器必須同時支持G711和G722。1；其它音頻編解標準為可選項。具體要求如下：G。711：G。711是采用A率或μ率量化的LOG-PCM的編碼.G.722.1：G。722.1是一種采用重疊調(diào)制變換MLT的編碼算法，可提供寬頻帶音頻。其采樣率為16kHz,支持24kbps、32kbps及擴展支持16kbps等輸出碼率，.G.723.1：G。723。1是一個采樣率為8kHz的雙速率的語音編碼器，兩個編碼速率分別為6.3kbps和5。3kbps。高速率(6。3kbps）采用多脈沖激勵最大似然量化（MP_MLQ）算法，低速率（5。3kbps）采用代數(shù)碼本激勵線性預測(ACELP）算法。G.723。1系統(tǒng)用LPAS編碼方法將語音信號編碼成幀。G。723.1編碼器的幀長為30ms，還有7.5ms的前視。再加上編碼器的處理時延，編碼器的單向總時延為67。5ms.其它時延是由系統(tǒng)緩沖區(qū)和網(wǎng)絡造成的。G。729:G.729編碼器是為低時延應用設計的,它的幀長只有10ms，處理時延也是10ms，再加上5ms的前視,這就使得G。729產(chǎn)生的點到點的時延為25ms，比特率為8kbps。G.729在處理隨機比特錯誤方面性能不好。建議在有隨機比特錯誤的信道上不使用此編碼器,除非利用信道編碼（前向糾錯碼和卷積碼)保護最敏感的比特。MP3：采用MPEGaudioLayer-III音頻壓縮格式，音頻壓縮標準符合ISO/IEC11172—3或13818-3規(guī)范。視頻編解碼技術要求本標準描述的視頻編解碼技術要求，涉及M—JPEG、MPEG—4和H。264視頻編碼標準,主要從編解碼的檔次和級別、工具選項、碼流語法的規(guī)定、傳輸包的負載格式以及比特流和解碼器的一致性測試等方面進行描述和要求?；贛PEG-4的視頻編解碼技術要求采用MPEG-4編碼格式的視頻流應滿足本部分的相關規(guī)定，不應包含私有數(shù)據(jù)格式。具體要求如下:MPEG-4的檔次和級別MPEG-4的檔次和級別提供了ISO/IEC14496中句法和語義的定義子集，以便于解碼器(指軟/硬解碼)能對指定的比特流進行正確解碼。MPEG-4的一個檔次是對整個比特流語法限制的子集,一個級別則是對該比特流參數(shù)的限制集.采用MPEG—4標準的視頻編碼器應為MPEG-4簡單檔次(SimpleProfile）或高級簡單檔次（AdvanceSimpleProfile)的編碼器。基本系統(tǒng)至少應支持ISO/IEC14496—2中規(guī)定的簡單檔次的級別L3:即MPEG-4SP＠L3.系統(tǒng)最高可支持到高級簡單檔次的級別L5:即MPEG-4ASP＠L5。采用MPEG-4標準的視頻解碼器支持的檔次和級別不應低于編碼器支持的最高檔次和級別（MPEG—4ASP＠L5）。MPEG-4工具簡單檔次的工具包括:I-VOP：幀內(nèi)編碼的矩形視頻對象平面；P—VOP:幀間編碼的矩形視頻對象平面；AC/DCPrediction：AC/DC預測；4-MV：每個宏塊可以有4個運動矢量；UnrestrictedMV:不受限制的運動矢量。高級簡單檔次的工具包括:B-VOP:雙向幀間編碼的矩形視頻對象平面；Interlace隔行編碼；MPEG—4視頻編碼器應支持簡單檔次或高級簡單檔次的部分或全部工具，視頻解碼器(指軟/硬解碼）應支持高級簡單檔次的全部工具。級別的參數(shù)限制ISO/IEC14496—2標準中，MPEG—4的簡單檔次支持L0、L1、L2、L3四個級別，每個級別的參數(shù)限制如表所示。表1MPEG-4級別的參數(shù)限制LevelL3L2L1L0TypicalVisualSessionSizeCIFCIFQCIFQCIFMaxnumberofobjects4441Maximumnumberobjectspertype4×Simple4×Simple4×Simple1×SimpleMaxuniqueQuantTables1111Max.VMVbuffersize(MBunits）792792198198MaxVCVbuffersize(MB）3963969999VCVdecoderrate(MB/s）11880594014851485VCVBoundaryNotApplicableNotApplicableNotApplicableNotApplicableMaxtotalVBVbuffersize(unitsof16384bits)40401010Maxvolvbvbuffersize(unitsof16384bits）40401010Max.videopacketlength（bits)8192409620482048Maxspritesize(MBunits）NotApplicableNotApplicableNotApplicableNotApplicableWaveletrestrictionsNotApplicableNotApplicableNotApplicableNotApplicableMaxbitrate(kbit/s）3841286464Max。enhancementlayersperobjectNotApplicableNotApplicableNotApplicableNotApplicable表2MPEG-4L4aLevelL5L4aTypicalVisualSessionSize720×576640×480Maxnumberofobjects44Maximumnumberobjectspertype4×Simple4×SimpleMaxuniqueQuantTables11Max.VMVbuffersize(MBunits）32402400MaxVCVbuffersize（MB)16201200VCVdecoderrate(MB/s）4050036000VCVBoundaryNotApplicableNotApplicableMaxtotalVBVbuffersize（unitsof16384bits)11280Maxvolvbvbuffersize（unitsof16384bits）11280Max。videopacketlength(bits)1638416384Maxspritesize（MBunits）NotApplicableNotApplicableWaveletrestrictionsNotApplicableNotApplicableMaxbitrate(kbit/s）80004000Max。enhancementlayersperobjectNotApplicableNotApplicableMPEG—4的碼流語法為實現(xiàn)系統(tǒng)視頻流的互通，采用MPEG—4標準的視頻碼流語法應符合ISO/IEC14496-2中的規(guī)定。MPEG-4RTP包的載荷格式MPEG—4的RTP載荷格式應符合RFC3016和RFC3640協(xié)議中的相關規(guī)定，其中RTP有效載荷是MPGE—4的原始視頻流。MPEG-43GPP包的載荷格式（可選）MPEG-4的一致性測試MPEG-4的一致性比特流是指實現(xiàn)了ISO/IEC14496-2在通用語法中定義的所有限制的比特流，包括ISO/IEC14496-2中第9部分定義的關于檔次和級別的限制。MPEG-4的一致性比特流應滿足如下測試：當MPEG-4的比特流被VLC（xvid插件）解碼器解碼時，參考軟件解碼器也不應出現(xiàn)任何由比特流引起的錯誤或不一致的消息報告。這種測試不適用于由于傳輸而產(chǎn)生錯誤的比特流。MPEG-4的比特流一致性測試的附加測試詳見ISO/IEC14496-4中的描述，同時需要通過中立的第三方硬件測試儀器的測試。基于H.264的視頻編解碼技術要求系統(tǒng)采用H.264格式的視頻流應滿足本部分的相關規(guī)定，不應包含私有數(shù)據(jù)格式。具體技術要求描述如下。H。264的檔次和級別H。264的檔次和級別規(guī)定了對比特流的限制要求，因此也限制了解碼比特流的能力.檔次和級別還可用于指導不同解碼器間的互操作性.每個檔次都規(guī)定了一個算法特征和限制的子集，任何遵守某個檔次的解碼器都應該支持與其相應的子集。每個級別都規(guī)定了一組對標準中語法元素所采用的各種參數(shù)值的限制。所有檔次都使用一組相同的級別定義，但是每個檔次的具體實現(xiàn)可以支持不同的級別。視頻編碼比特流應支持H。264視頻標準的基本檔次（BaselineProfile），級別（Level）應至少支持到Level1.3，宜擴展支持到主檔次(MainProfile)級別Level3；視頻解碼器支持的檔次和級別應不低于編碼器支持的最高檔次和級別，至少應支持到H。264視頻標準主檔次(MainProfile）)的Level3。H.264基本檔次的選項和工具H。264編碼算法有多種選項和工具本文檔中涉及到的基本檔次支持的選項和工具主要有:I片和P片（Slice）；（P片限定二個參考幀）基于內(nèi)容自適應的變長編碼CAVLC；去塊效應濾波器;備注，以下工具不做為強制要求：FMO、ASO、Redundantslice。本文檔中涉及到的主檔次支持的選項和工具主要有:B片（Slice）；（B片限定二個參考幀，前后各一個參考幀,B片不作為參考幀）隔行編碼（InterlacePAFF）1/4像素運動補償;備注,以下工具不做為強制要求：MBAFF、CABAC、WeightedPrediction。H。264級別的限制H。264級別（Level1~3）的限制如表4所示,表中“—”表示未做相應的限制。表4H.264級別（Level1~3）的限制LevelnumberMaxmacroblockprocessingrateMaxMBPS(MB/s）MaxframesizeMaxFS（MBs)MaxdecodedpicturebuffersizeMaxDPB(1024bytesfor4：2:0)MaxvideobitrateMaxBR(1000bits/sor1200bits/s）MaxCPBsizeMaxCPB（1000bitsor1200bits)MincompressionratioMinCRMaxnumberofmotionvectorspertwoconsecutiveMBsMaxMvsPer2Mb1148599148。5641752—151925002—1.26000396891。038410002-1。311880396891.076820002-211880396891.0200020002—2.1198007921782.0400040002-2。22025016203037.5400040002—34050016203037.51000010000232H.264基本檔次各級別的參數(shù)限制H.264基本檔次各級別的參數(shù)限制如表5所示，表中的“-”表示未做相應的限制。表5H。264基本檔次各級別的參數(shù)限制LevelnumberMaxSubMbRectSize15761.15761。25761.357625762.15762。25763576H.264各級別的最大幀率限制當幀的大小在176×144到720×576間變化時，H.264各級別(Level）的最大幀率限制如表6、表7所示,表中的“—"表示未做相應的限制。表6H.264各級別的最大幀率限制（1）Level11b1.11.21.3Maxframesize（macroblocks）：9999396396396Maxmacroblocks/second：148514853000600011880Maxframesize（samples):2534425344101376101376101376Maxsamples/second:38016038016076800015360003041280FormatLumaWidthLumaHeightMBsTotalLumaSamplesQCIF176144992534415。015.030.360.6120。0QVGA32024030076800—-10.020。039。6525SIF35224033084480--9。118。236。0CIF352288396101376--7。615.230.0525HHR352480660168960——--—625HHR352576792202752————-VGA6404801200307200—5254SIF7044801320337920—--——525SD7204801350345600-—-——4CIF7045761584405504-—-—-625SD7205761620414720—-——-表7H。264各級別的最大幀率限制（2)Level22。12。23Maxframesize（macroblocks）：39679216201620Maxmacroblocks/second:11880198002025040500Maxframesize(samples）：101376202752414720414720Maxsamples/second:30412805068800518400010368000FormatLumaWidthLumaHeightMBsTotalLumaSamplesQCIF1761449925344120.0172。0172。0172。0QVGA3202403007680039.666.067.5135.0525SIF3522403308448036。060。061.4122。7CIF35228839610137630。050。051。1102.3525HHR352480660168960—30。030。761。4625HHR352576792202752-25。025。651.1VGA6404801200307200-—16。933.85254SIF7044801320337920-—15。330。7525SD7204801350345600--15。030.04CIF7045761584405504——12.825。6625SD7205761620414720——12。525。0H.264RTP包的載荷格式H。264的RTP載荷格式應符合RFC3016與R