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中国工程院院士高文:AVS浅压缩标准已取得阶段性进展

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5月8日—10日,由工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台、广东省人民政府主办的2023世界超高清视频产业发展大会在广东省广州市召开。在5月9日举办的超高清视频产业高质量发展高峰会上,中国工程院院士、鹏城实验室主任高文表示,视频编码是超高清视频产业的核心支撑技术,AVS系列标准(深压缩)已经在高清、4K超高清、8K超高清广播领域得到广泛应用,面向内容制作的AVS浅压缩标准也取得阶段性进展,预计2023年内基本制定完成。

视频编码是超高清视频产业的核心支撑技术

超高清视频应用领域广泛,不仅覆盖广播电视,还赋能智慧医疗、自动驾驶、芯片半导体等领域,如此庞大的市场正在带动采、编、传、显等8K全产业链条技术变革。随着硬件显示设备的快速发展,视频清晰度和帧率都在不断提高,为了实现对海量数据的存储和运输,需要对视频数据进行压缩处理。视频编码可简单理解为对原始未处理的视频进行压缩编码,通过网络传输到用户终端,再解码还原清晰度。

高文介绍,超高清视频编码是超高清视频产业的核心支撑技术,它分为传输域编码——深压缩(ToC)和制播域编码——浅压缩(ToB)两种。传输域编码指将数据从电视台传输到“家里”的编码,它具有复杂度高、时延相对较大、编码效率高的特点,能够在较大的压缩比下,确保视频质量。制播域编码则是指将摄像机录制的数据传输到电视台进行编辑的编码。制播域编码在内容制作方面,具有复杂度要求较低、时延无特别要求、在较小的压缩比下,视觉质量基本无损的特点。在实时信号流方面,具有复杂度要求很低、时延要求很低、在很小的压缩比下,视觉质量无损的特点。

“深压缩是一对多编码,在保证质量的前提下,编码压缩效率是关键,而浅压缩则是一对一编码,在编码无损失、或者损失小的前提下,低延迟是关键。”高文进一步解释说,浅压缩有四大要求:一是低延时,压缩效率不能低于现实刷新速率;二是高质量,至少达到主观无损,必要情况需要客观完全无损;三是低压缩比,典型压缩比率为3~15倍;四是低成本。

AVS浅压缩标准取得阶段性进展

目前,音视频产业可以选择的信源编码标准有MPEG-2、MPEG-4、AVS等,其中AVS(Audio Video coding Standard,音视频编码标准)是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准,是《信息技术 先进音视频编码》系列标准的简称。

高文介绍,AVS浅压缩标准分为两个阶段,第一阶段面向端口传输低延时视觉无损压缩,要求端到端传输延时不超过1帧、单像素数据量不超过8位,并且严格恒定码率传输。第二阶段面向文件和内容制作。AVS浅压缩会继续迭代,其中最显著的变化是采用“小波+DCT”编码框架来提高编码效率。“小波的好处在于变换角度效率更高,可以用比较好的变换提高编码性能。同时,使用高保真编码技术可实现无损。我们会将这些技术放在码率控制里面进行详细精准控制。第二阶段编码性能有望优于第一阶段编码性能。”高文解释说。

“如今,AVS系列标准不仅覆盖深压缩领域,也为浅压缩技术提供解决方案。”高文总结道,AVS系列标准(深压缩)已经在高清、4K超高清、8K超高清广播领域得到广泛应用。在浅压缩方面,面向端口实时流传输的AVS浅压缩标准(第一阶段)已经基本制定完成,面向内容制作的AVS浅压缩标准(第二阶段)也已取得阶段性进展,预计2023年内基本制定完成。

责任编辑:赵强


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