作 者:本网综合
2007年1月举行的第三次会议在最关键的“业务需求”和“网络架构”两个输出文档上,取得了明显的进展。需求和网络架构的初步确定,为下一步各工作组工作的开展,奠定了坚实的基础。
AVS发展历程
从1952年贝尔实验室Cutler等人进行差分脉冲编码调制(DPCM)技术的研究开始,视频压缩编码技术经历了50余年的发展。在这一过程中,逐渐形成了变换编码、预测编码、熵编码3类经典技术,分别用于去除视频信号的空域冗余、时域冗余及统计冗余。并基于这些经典技术,逐渐形成了以块为单元的预测加变换的混合编码框架。到目前为止,已有的视频编码标准都基于这一框架,包括国际电信联盟(ITU-T)的H.261/3/4视频编码建议以及国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)的MPEG-1/2/4视频编码标准。这些标准及其技术对视频信号提供了一种高效表达方式,使得巨大的视频数据能够在有限带宽下传输以及在有限空间下存储。其中,MPEG-2标准在世界范围内得到了广泛应用,已经成为电视广播应用的基础性支撑标准。但MPEG-2标准制订于1994年,属第一代视频编码技术,近10年视频编码技术的发展,使得MPEG-2标准在新一代IPTV、高清数字电视广播、无线移动媒体通信、流媒体服务等方面的应用上不再高效与经济。新的应用需要新的高效信源编码方案。
数字音视频编解码标准(AVS)标准第2部分:视频(AVS1-P2)[1]的技术规范完成于2003年12月,该标准面向标清高清视频编码应用。AVS视频标准吸收了国内外研究机构近年来的优秀研究成果,属于高效的第二代视频编码技术。相比于MPEG-2标准,编码效率提高2~3倍。如果以AVS视频标准进行标清视频广播应用,可以将MPEG-2标准所需的5~6 Mb/s传输带宽降低到1.5~3 Mb/s。因此,即使在不进行大规模宽带光纤网络升级的情况下,借助于AVS视频技术,IPTV应用也可以在现有家用数字用户线(DSL)网络的2 Mb/s带宽下进行大规模实施。在新的宽带网络上,AVS视频标准将使业务量翻番。
在获得高编码效率的同时,AVS视频标准尽可能保持了低的计算实现复杂度。当编码高清视频信号时,AVS视频获得了与先进视频编码标准AVC/H.264主要档次(Main Profile)相当的编码效率,但解码器的实现复杂度只有其60%~70%。在专利许可方面,AVS通过简洁的一站式许可政策,解决了MPEG-4 AVC/H.264被专利许可问题缠身难以产业化的弊端,并且专利许可费用大大低于国际同类标准。
AVS视频标准高效的技术、简洁的实现方案为其成功应用奠定了基础。但要得到市场认可,还需要其他方面优势的配合。MPEG-4标准没有广泛应用的一个重要原因是过度的专利保护所导致的高额专利费限制了技术的推广。因此,AVS标准制订之初就认真分析了国内外标准和知识产权领域的经验教训,充分考虑知识产权问题对标准推广的影响,定义专利技术被标准接受的基本原则为:为保证标准的先进性,AVS标准不排斥各种专利技术,但专利进入AVS标准必须遵守一定的条件,必须将专利的利益索求限制在一个合理的水平上,以保证标准的公益性。AVS通过简洁的一站式许可方式,解决了MPEG-4 AVC/H.264被专利许可问题缠身难以产业化的弊端。AVS视频标准不同于H.264标准,后者是一个独立的视频标准,而AVS标准是一套包含系统、视频、音频、媒体版权管理在内的完整标准体系,这保证了实际应用系统所需的技术完备性。因此AVS视频标准具有技术高效、实现方案简洁,专利许可政策简单、许可费用低廉,相关标准配套的特色。
AVS视频编码技术
1.1混合编码框架