數字視頻編碼：回顧與展望

AVS產業聯盟 李 革，黃鐵軍

數字視頻編碼：回顧與展望

AVS產業聯盟 李 革，黃鐵軍

回顧——AVS+

在過去的30年里，視頻編碼標準經歷了三代跨越，包括ISO/IEC的視頻壓縮標準MPEG-1，2，4，AVC，HEVC及圖 像 壓 縮 標 準 JBIG1/2，JPEG，JPEG2000，以及ITU-TH.26X視頻壓縮標準H.261，2，3，3+，3++，4，5等。此前一直到1996年，中國都在被動采用國際標準。1996年，中國開始基本照搬歐洲的MPEG標準作為自己的標準。2002年3月18日，在工信部、發改委等國家部委的支持下，AVS在香山科學會議中誕生，開始直面視聽產業的標準和專利問題。2006年3月1日，AVS1正式成為國家標準。2013年底，AVS2無損音頻編碼由IEEE頒布為IEEE1857.2～2013標準并正式出版發行。

目前，AVS標準在中國的地面數字電視中得到應用，已在上海、河北、山西、四川、山東等20個省、市投入使用；AVS數字電視頻道已達650個；北京市從2010年部署的200萬臺高清機頂盒全部支持AVS標準。

截至2012年3月18日，AVS標準組得到了國家發改委、科技部2000萬的資金投入，并有1000多位科學家加入，共提出200多項技術提案，通過競爭，采納42項，內含52項專利，共同組成了中國第一個專利池。標準成立以后，也得到各個地方政府產業基金的支持，包括23家芯片企業、22個省市地方，4個國家播出AVS頻道上千套。這個標準未來的目標是為國家節省上億元的標準專利費，同時自主專利、自主標準、自主芯片，打造中國芯片的健康產業。

2012年3月18日，AVS十周年慶典大會之際，國家廣播電影電視總局和工業和信息化部共同發文成立“AVS技術應用聯合推進工作組”，聘任中央電視臺丁文華總工程師和北京大學高文院士擔任聯合專家組組長，年內完成技術測試和產業化等工作，2013年初實現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知識產權政策。3月21日推進組發布《面向3D和高清電視廣播應用的視頻技術征集書》，編碼效率的參照對象達到MPEG-4AVC/ H.264HighProfile。5月7日完成《廣播電視先進音視頻編解碼第1部分：視頻》（征求意見稿），征求專家意見。6月1日廣電總局標準審查會通過了對《廣播電視先進音視頻編解碼第1部分：視頻》廣電行業標準的審查。7月10日《廣播電視先進音視頻編解碼第1部分：視頻》廣電行業標準正式發布。2013年6月4日，AVS/AVS+頒布為IEEE1857標準。

AVS+是AVS標準的第十六部分。AVS+作為廣電的行業標準，從2013年年底開始將在廣電的有線電視、地面電視廣播、衛星廣播等方面全面實施。在碼率上，與AVC/H.264HighPro?file比較，AVS+碼率節省約5%，編碼時間則是AVC/H.264的70%。

為了進一步加快推進AVS在中國產業的應用，一定要以運營商作為牽頭單位來大力推進。中央電視臺是AVS+最主要的應用單位，2013年下半年已經實現高清化的CCTV-10/12/14和CCTV-3/5/8分兩批采用AVS+實現了衛星播出。2014年7月起，開始AVS+直播星平臺的應用部署。

截至目前，支持AVS+解碼芯片的生產企業已超過了10家，并實現了量產。其中，北京博雅華錄設計完成了業界第一款專業級的AVS高級芯片，并且形成了嵌入式的編碼系統。今年其升級產品BH1200實現了支持AVS+，至此，中國的AVS+產業已可與國際H.264產業相抗衡。

展望——AVS2和AVS3

AVS國標的三個發展方向分別為：面向移動通信的AVS移動檔，面向高清應用的AVS加強檔，面向視頻監控的AVS伸展檔。其中，面向高清應用的AVS加強檔形成了AVS+，接著形成了國家標準AVS和國際標準IEEEP1857。在今年年底和明年年初將完成AVS2標準。

AVS未來的發展目標是在2018年做出AVS3——云編碼標準。目前生活中越來越離不開云技術，云端可以存儲視頻和照片，利用云編碼技術可從群體圖像中提取視覺單詞，利用視覺詞典編碼圖像視頻。目前相關的工作已經開展，在國家自然基金委的支持下，重大課題已經分四大方向，相關的測試結果令人鼓舞。

AVS3的基本功能是新一代有損編碼，通過視覺詞典提高預測效率，實現壓縮效率翻倍乃至更高。AVS3可以減少編碼損失的近保真解，允許解碼器開放地從云中獲得更多信息源，在不改變圖像既有結構的情況下補充更多細節。AVS3具有超清晰功能，根據顯示能力，允許解碼器利用云媒體資源最大限度地提高視覺質量，編碼端和解碼端都盡力而為，一勞永逸。

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