AVS產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 李 革，黃鐵軍

數(shù)字視頻編碼：回顧與展望

AVS產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 李 革，黃鐵軍

回顧——AVS+

在過(guò)去的30年里，視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了三代跨越，包括ISO/IEC的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG-1，2，4，AVC，HEVC及圖 像 壓 縮 標(biāo) 準(zhǔn) JBIG1/2，JPEG，JPEG2000，以及ITU-TH.26X視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.261，2，3，3+，3++，4，5等。此前一直到1996年，中國(guó)都在被動(dòng)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。1996年，中國(guó)開(kāi)始基本照搬歐洲的MPEG標(biāo)準(zhǔn)作為自己的標(biāo)準(zhǔn)。2002年3月18日，在工信部、發(fā)改委等國(guó)家部委的支持下，AVS在香山科學(xué)會(huì)議中誕生，開(kāi)始直面視聽(tīng)產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和專利問(wèn)題。2006年3月1日，AVS1正式成為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2013年底，AVS2無(wú)損音頻編碼由IEEE頒布為IEEE1857.2～2013標(biāo)準(zhǔn)并正式出版發(fā)行。

目前，AVS標(biāo)準(zhǔn)在中國(guó)的地面數(shù)字電視中得到應(yīng)用，已在上海、河北、山西、四川、山東等20個(gè)省、市投入使用；AVS數(shù)字電視頻道已達(dá)650個(gè)；北京市從2010年部署的200萬(wàn)臺(tái)高清機(jī)頂盒全部支持AVS標(biāo)準(zhǔn)。

截至2012年3月18日，AVS標(biāo)準(zhǔn)組得到了國(guó)家發(fā)改委、科技部2000萬(wàn)的資金投入，并有1000多位科學(xué)家加入，共提出200多項(xiàng)技術(shù)提案，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)，采納42項(xiàng)，內(nèi)含52項(xiàng)專利，共同組成了中國(guó)第一個(gè)專利池。標(biāo)準(zhǔn)成立以后，也得到各個(gè)地方政府產(chǎn)業(yè)基金的支持，包括23家芯片企業(yè)、22個(gè)省市地方，4個(gè)國(guó)家播出AVS頻道上千套。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)未來(lái)的目標(biāo)是為國(guó)家節(jié)省上億元的標(biāo)準(zhǔn)專利費(fèi)，同時(shí)自主專利、自主標(biāo)準(zhǔn)、自主芯片，打造中國(guó)芯片的健康產(chǎn)業(yè)。

2012年3月18日，AVS十周年慶典大會(huì)之際，國(guó)家廣播電影電視總局和工業(yè)和信息化部共同發(fā)文成立“AVS技術(shù)應(yīng)用聯(lián)合推進(jìn)工作組”，聘任中央電視臺(tái)丁文華總工程師和北京大學(xué)高文院士擔(dān)任聯(lián)合專家組組長(zhǎng)，年內(nèi)完成技術(shù)測(cè)試和產(chǎn)業(yè)化等工作，2013年初實(shí)現(xiàn)AVS的高清和立體電視的播出。

制定AVS+完全按照AVS工作組的既有流程，遵循AVS知識(shí)產(chǎn)權(quán)政策。3月21日推進(jìn)組發(fā)布《面向3D和高清電視廣播應(yīng)用的視頻技術(shù)征集書(shū)》，編碼效率的參照對(duì)象達(dá)到MPEG-4AVC/ H.264HighProfile。5月7日完成《廣播電視先進(jìn)音視頻編解碼第1部分：視頻》（征求意見(jiàn)稿），征求專家意見(jiàn)。6月1日廣電總局標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)通過(guò)了對(duì)《廣播電視先進(jìn)音視頻編解碼第1部分：視頻》廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的審查。7月10日《廣播電視先進(jìn)音視頻編解碼第1部分：視頻》廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。2013年6月4日，AVS/AVS+頒布為IEEE1857標(biāo)準(zhǔn)。

AVS+是AVS標(biāo)準(zhǔn)的第十六部分。AVS+作為廣電的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從2013年年底開(kāi)始將在廣電的有線電視、地面電視廣播、衛(wèi)星廣播等方面全面實(shí)施。在碼率上，與AVC/H.264HighPro?file比較，AVS+碼率節(jié)省約5%，編碼時(shí)間則是AVC/H.264的70%。

為了進(jìn)一步加快推進(jìn)AVS在中國(guó)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，一定要以運(yùn)營(yíng)商作為牽頭單位來(lái)大力推進(jìn)。中央電視臺(tái)是AVS+最主要的應(yīng)用單位，2013年下半年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高清化的CCTV-10/12/14和CCTV-3/5/8分兩批采用AVS+實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星播出。2014年7月起，開(kāi)始AVS+直播星平臺(tái)的應(yīng)用部署。

截至目前，支持AVS+解碼芯片的生產(chǎn)企業(yè)已超過(guò)了10家，并實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。其中，北京博雅華錄設(shè)計(jì)完成了業(yè)界第一款專業(yè)級(jí)的AVS高級(jí)芯片，并且形成了嵌入式的編碼系統(tǒng)。今年其升級(jí)產(chǎn)品BH1200實(shí)現(xiàn)了支持AVS+，至此，中國(guó)的AVS+產(chǎn)業(yè)已可與國(guó)際H.264產(chǎn)業(yè)相抗衡。

展望——AVS2和AVS3

AVS國(guó)標(biāo)的三個(gè)發(fā)展方向分別為：面向移動(dòng)通信的AVS移動(dòng)檔，面向高清應(yīng)用的AVS加強(qiáng)檔，面向視頻監(jiān)控的AVS伸展檔。其中，面向高清應(yīng)用的AVS加強(qiáng)檔形成了AVS+，接著形成了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)AVS和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEEP1857。在今年年底和明年年初將完成AVS2標(biāo)準(zhǔn)。

AVS未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)是在2018年做出AVS3——云編碼標(biāo)準(zhǔn)。目前生活中越來(lái)越離不開(kāi)云技術(shù)，云端可以存儲(chǔ)視頻和照片，利用云編碼技術(shù)可從群體圖像中提取視覺(jué)單詞，利用視覺(jué)詞典編碼圖像視頻。目前相關(guān)的工作已經(jīng)開(kāi)展，在國(guó)家自然基金委的支持下，重大課題已經(jīng)分四大方向，相關(guān)的測(cè)試結(jié)果令人鼓舞。

AVS3的基本功能是新一代有損編碼，通過(guò)視覺(jué)詞典提高預(yù)測(cè)效率，實(shí)現(xiàn)壓縮效率翻倍乃至更高。AVS3可以減少編碼損失的近保真解，允許解碼器開(kāi)放地從云中獲得更多信息源，在不改變圖像既有結(jié)構(gòu)的情況下補(bǔ)充更多細(xì)節(jié)。AVS3具有超清晰功能，根據(jù)顯示能力，允許解碼器利用云媒體資源最大限度地提高視覺(jué)質(zhì)量，編碼端和解碼端都盡力而為，一勞永逸。

【本文獻(xiàn)信息】李革，黃鐵軍.數(shù)字視頻編碼：回顧與展望[J].電視技術(shù)，2014，38（2）.