AVS与国际标准MPEG的比较分析(二)

　　本文从技术角度对MPEG-2的视频标准、MPEG-4 AVC/H.26?和AVS视频（GB/T200090.2） 三个视频标准进行对比

　　AVS主观测试—— 国家广播电视产品质量监督检验中心数字电视用户端产品测试实验室

　　AVS视频与MPEG标准都采用混合编码框架，包括变换、量化、熵编码、帧内预测、帧间预测、环路滤波等技术模块，这是当前主流的技术路线。AVS的主要创新在于提出了一批具体的优化技术，在较低的复杂度下实现了与国际标准相当的技术性能，但并未使用国际标准背后的大量复杂的。AVS-视频当中具有特征性的技术包括：8x8整数变换、量化、帧内预测、1/4像素插值、特殊的帧间预测运动补偿、二维熵编码、去块效应环内滤波等。

　　AVS视频标准定义了I帧、P帧和B帧三种不同类型的图像，I帧中的宏块只进行帧内预测，P帧和B帧的宏块则需要进行帧内预测或帧间预测，图中S0是预测模式选择开关。预测残差进行8×8整数变换（ICT）和量化，然后对量化系数进行zig-zag扫描（隔行编码块使用另一种扫描方式），得到一维排列的量化系数，对量化系数进行熵编码。AVS视频标准的变换和量化只需要加减法和移位操作，用16位即可完成。

　　2004年11月15日至12月26日，依据数字音视频编解码技术标准工作组的委托，国家广播电视产品质量监督检验中心数字电视用户端产品测试实验室对工作组送检的AVS视频编/解码方案组织了图像质量主观评价试验。通过对委托方提供的AVS软编/解码器的主观评价试验，评价AVS视频压缩方案的性能。

　　图像质量主观评价试验依据ITU-R BT.500-11 《Methodology for the subjective assessment of the quality of television pictures（电视图像质量主观评价方法）》和ITU-R BT.710-2《Subjective assessment of image quality in high-definition television（高清晰度电视图像质量的主观评价）》，采用双刺激连续质量标度（DSCQS）法评价AVS视频编/解码系统处理后的图像质量相对于未经压缩的原始图像质量的差别。

　　本次视频图像质量主观评价的目的是通过比较经AVS编/解码系统处理过的图像质量与原始素材图像质量的差别来评价AVS视频编/解码方案的总体性能，评价素材的选择内容应广泛且严酷度适当。所选择的测试序列应能反应图像的亮度再现、彩色再现、静态空间分辨率、动态空间分辨率、运动再现、视在深度效果、临场感、闪烁性能和熟悉的色调的再现等特性。

　　高清晰度图像测试序列的被评价对象与原始素材的平均得分差在1.6和6.0之间，总平均分差为3.6，说明评价人员认为被评价对象的图像质量与原始素材的图像质量差别很小。

　　统计结果表明， AVS视频编/解码方案在图像格式为1920×1080P/25Hz、压缩码率为6Mbps时，被评价对象的图像质量与原始素材图像质量的差别很小，不易察觉。

　　8个标准清晰度图像测试序列的被评价对象与原始素材的平均得分差在1.1 和10.5之间，总平均分差为6.4。除序列2 外，其他7 个测试序列的标准偏差均在6.4 至8.6 之间，说明评价人员对这些测试序列打分的离散度较小。

　　试验结果表明AVS 视频编/解码方案在图像格式为720×576I/50Hz、压缩码率为2.5Mbps 时，可察觉经编/解码处理后的被评价对象与原始素材图像质量的差别，但差别小。

　　本次测试表明，AVS视频码率不到MPEG-2典型码率二分之一（标清）和三分之一（高清）的情况下，质量损失很小，可以达到广播要求。

　　AVS主观测试——国家广电总局广播电视规划院

　　2005年04月至9月，国家广电总局广播电视规划院受AVS工作组挂靠单位中国科学院计算技术研究所委托，对经过AVS参考软件编解码后的标准清晰度和高清晰度视频进行主观评价，评价其对源图像的质量损伤程度，完成了《AVS视频压缩质量主观评价》测试（附件）。

　　本次测试的依据是广电行业标准GY/T 134-1998《数字电视图像质量主观评价方法》和ITU-R BT.500-11、ITU-R BT.1210-3《Test Materials to be used in Subjective Assessment（用于主观评价的测试材料）》标准。标清测试采用6个国际标准图像序列，高清采用6个国家标准图像序列。

　　测试结果汇总如下：

　　考虑到目前使用MPEG-2标准实施高清电视广播时，一般使用20Mbps的码率，使用MPEG-2标准实施标清电视广播时，一般使用5-6Mbps的码率，对照本次测试结果可以得知，AVS码率为现行MPEG-2标准的一半时，无论是标准清晰度还是高清晰度，编码质量都达到。因此相比于MPEG-2视频编码效率高2~3倍的前提下，AVS视频质量已完全达到了大范围应用所需的“良好”要求。对比MPEG标准组织对MPEG-4 AVC/H.264的测试，AVS在编码效率上与其处于同等技术水平。