2023年02月07日 星期二
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AVS 简介

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AVS简介

        数字音视频编解码技术标准工作组由国家原信息产业部科学技术司于2002年6月批准成立。工作组的任务是:面向我国的信息产业需求,联合国内企业和科研机构,制(修)订数字音视频的压缩、解压缩、处理和表示等共性技术标准,为数字音视频设备与系统提供高效经济的编解码技术,服务于高分辨率数字广播、高密度激光数字存储媒体、无线宽带多媒体通讯、互联网宽带流媒体等重大信息产业应用。

        AVS是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准。顾名思义,“信源”是信息的“源头”,信源编码技术解决的重点问题是数字音视频海量数据(即初始数据、信源)的编码压缩问题,故也称数字音视频编解码技术。显而易见,它是其后数字信息传输、存储、播放等环节的前提,因此是数字音视频产业的共性基础标准。

        AVS是一套包含系统、视频、音频、数字版权管理在内的完整标准体系,为数字音视频产业提供更全面的解决方案。

 

∅ AVS1(第一代AVS标准)

        第一代AVS标准制订起始于2002年,指系列国家标准《信息技术 先进音视频编码》(简称AVS1,国家标准代号GB/T 20090)和广电系列标准《广播电视先进音视频编解码》(简称AVS+)。AVS1包括系统、视频、音频、数字版权管理等四个主要技术标准和符合性测试等支撑标准,目前共14个部分。GB/T 20090视频标准于2006年2月颁布,目前GB/T 20090系列国家标准已颁布9项。针对广电应用制订的行业标准《广播电视先进音视频编解码 第1部分:视频》于2012年7月获批为行业标准,行标号为GY/T 257.1—2012,简称AVS+。

        AVS是基于我国创新技术和部分公开技术的自主标准,第一代AVS编码效率比MPEG-2高2-3倍,与AVC相当,技术方案简洁,芯片实现复杂度低,达到了第二代标准的最高水平;而且,AVS通过简洁的一站式许可政策,解决了AVC专利许可问题死结,是开放式制订的国家、国际标准,易于推广; 第二代AVS2编码效率比第一代标准提高了一倍以上,压缩效率超越最新国际标准HEVC(H.265)。此外,AVC仅是一个视频编码标准,而AVS是一套包含系统、视频、音频、数字版权管理在内的完整标准体系,为数字音视频产业提供更全面的解决方案。综上所述,AVS可称第二代信源标准的上选。

        第一代AVS有力支撑了我国音视频产业“由大变强”的升级,形成了“以我为主、全面开放”的新局面。多家企业已成功研制了多套AVS标准清晰度编码器、高清晰度编码器和面向移动设备的编码器。芯片方面,AVS带动全球20多家芯片企业设计开发了多款AVS标准清晰度和高清晰度芯片,支持和推动我国芯片企业(大陆10家、台湾5家)开发出并批量销售AVS芯片,带动全球范围内数字视频编解码芯片领域的10家代表性企业(美国5家、欧洲和日本各2家、韩国1家)开发并销售AVS芯片。编码器方面,北京联合信源、上海国茂、广州高清视信、美国Telarity和Envivo共5家企业开发出了AVS高清和标清编码器产品。整机产品方面,长虹、海信、九洲、朝歌、天柏、金网通、江苏银河、海尔等企业已经实现AVS机顶盒产业化和规模化生产,长虹、TCL、海信、创维、康佳、LG等各大电视机企业的支持AVS的电视一体机均已大批量销售。

  作为数字电视、网络视频、高清光盘机等视听产品的共性基础标准,AVS从2007年开始相继在杭州、上海东方明珠、青岛、河北、山西、陕西、新疆、山东、湖南、四川等20多个省市获得规模化应用,并在老挝、泰国、斯里兰卡、吉尔吉斯斯坦、古巴等国得以应。

   2013年3月18日,基于AVS+的3D节目上星播出。同日,中古哈瓦那数字电视示范区建设竣工仪式在古巴首都哈瓦那举行,采用中国AVS标准的数字电视正式落户古巴。

  2013年3月18日,中央电视台采用AVS+标准的3D节目上星进行开路试验播出。

  2014年3月,工业和信息化部与国家新闻出版广电总局联合发布《广播电视先进视频编解码(AVS+)技术应用实施指南》。《指南》按照“快速推进、平稳过渡、增量优先、兼顾存量”的原则,明确了分类、分步骤推进AVS+在卫星、有线、地面数字电视及互联网电视和IPTV等领域应用的时间表。

  2014年11月,财政部批复《中央广播电视节目无线覆盖工程》,投入近50亿对全国2562个发射台站进行数字化改造和全覆盖。中央电视台的12套标清节目(除了3、5、6、8),采用AVS+标清编码格式。《中央广播电视节目无线覆盖工程》明确规定全国范围内地面电视节目编码方式采用AVS+编码,加密传送。

  2014年开始,中央电视台14套节目先后采用AVS+高清播出,国内高清和标清节目压缩编码也逐步向AVS+过渡,随着采用AVS+标准的节目的从无到有,从少到多,这从源头解决了AVS标准的应用推广问题,带动了我国自主标准、自主研发的编码设备、终端产品的发展。2014年10月,中央电视台第二次招标,按计划完成了AVS+卫星高清的全部转换工作。中央电视台作为国家级的电视台,在超高清节目上继续支持AVS2标准的使用。

  除中央电视台14套节目都已采用AVS+高清播出,湖南电视台、贵州电视台、重庆电视台、上海电视台已采用AVS+播出了电视节目。我国二十多个省市地方和其它五个国家采用AVS播出的数字电视节目已经超过一千套。全球AVS芯片厂商已经超过20家。AVS+标准产业化和应用推广取得了阶段性重大突破。如今,国内高清和标清节目压缩编码正逐步向AVS+过渡,卫星传输高清频道将采用AVS+,地面数字电视的高清频道直接采用AVS+,而地面数字标清频道全部转换为AVS+。随着采用AVS+标准的节目的从无到有,内容载体的逐渐多样化,我国数字音视频产业实现了“中国制造”到“中国创造”的规模化战略转型。

 

∅  AVS2(第二代AVS标准)

        第二代AVS标准是系列国家标准《信息技术 高效多媒体编码》(简称AVS2),AVS2主要面向超高清电视节目的传输,支持超高分辨率(4K以上)、高动态范围视频的高效压缩,并争取为相关国际标准的制定发挥关键作用。AVS2支持三维视频、多视角和虚拟现实视频的高效编码;立体声、多声道音频的高效有损及无损编码;监控视频的高效编码;面向三网融合的新型媒体服务 。

        2016年5月,第二代AVS标准《信息技术 高效多媒体编码 第2部分:视频》被国家新闻出版广电总局颁布为广电行业标准《高效音视频编码 第1部分:视频》(行标号:GY/T 299.1-2016)。

        2016年12月,第二代AVS标准《信息技术 高效多媒体编码 第2部分:视频》被国家质检总局和国家标准委颁布为国家标准(国标号: GB/T 33475.2-2016)。

        经国家新闻出版广电总局、工业和信息化部测试机构测试,第一代AVS的压缩效率与同期国际标准MPEG-4 AVC/H.264相当,比原视频编码国家标准GB/T 17975.2-2000(等同采用ISO/IEC 13818.2-1994,即MPEG-2)提高一倍以上。因而能够成倍节省频谱和带宽,经济效益突出。根据国家新闻出版广电总局广播电视规划院进行的严格测试,第二代AVS2编码效率比第一代标准提高了一倍以上,压缩效率超越最新国际标准HEVC(H.265),相对于第一代AVS标准,第二代AVS标准可节省一半的传输带宽,将支撑未来几年超高清电视在我国的推广应用。

        2016年初,AVS已启动VR国际标准和国家标准的制定,AVS VR国际标准已完成立项。2017年1月开始,AVS工作组已启动《信息技术 虚拟现实内容高效编码》(简称AVS VR标准)系列标准的国家立项申请工作。

        2018年初,第二代AVS系统部分《信息技术 高效多媒体编码 第1部分:系统》和音频部分《信息技术 高效多媒体编码 第3部分:音频》进入国标委审批,等待颁布。

        2018年6月7日,我国第二代数字音频编码标准《信息技术 高效多媒体编码 第3部分:音频》(简称AVS2音频标准)由国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会颁布为国家标准(见“中华人民共和国国家标准公告2018年第9号”),标准代号GB/T 33475.3-2018,将于2019年1月1日正式实施。AVS2音频标准立足提供完整的高清三维视听技术方案,与第二代AVS视频编码(AVS2视频)配套,是更适合超高清、3D等新一代视听系统需要的高质量、高效率音频编解码标准。将应用于全景声电影、超高清电视、互联网宽带音视频业务、数字音视频广播无线宽带多媒体通信、虚拟现实和增强现实及视频监控等领域。

        第二代AVS(AVS2标准)音视频标准有着“超高清”和“超高效”的“双超”特点,目前,AVS2视频标准全面应用于IPTV和广东省4K超高清,正为2018年10月份央视的4K超高清直播频道做技术准备。AVS2解码芯片已由华为海思、晨星(Mstar)等研发并推向市场。数码视讯、柯维新、当虹、上海国茂等企业的广播级AVS2超高清实时编码器正逐步推向市场。AVS2音频标准具备技术先进、内容全面、系统整合度高、适应面广、使用灵活等技术特点,且具有高压缩率、高音质和低复杂度的性能特点,已经应用于数字电影的制作、编码和还音领域,以及网络音乐和娱乐领域,产业化应用进一步促进了AVS2音频的快速成熟。目前,AVS2音频已经被越来越多的通用DSP、电视芯片、机顶盒芯片和手机芯片采用,为AVS2音频的快速普及提供了良好的产业化基础。可以说,第二代AVS标准是我国音视频产业跨越发展乃至主导国际市场的重要机遇,AVS2能够以更低的成本支撑我国音视频产业的高速发展,并支持我国音视频监控企业占领和主导国际市场。

 

∅  AVS3(第三代AVS标准)

        第三代AVS标准是指《信息技术 智能媒体编码》系列国家标准,简称AVS3,自2017年开始制定。AVS3主要面向超高清广播影视、全景视频、增强现实/虚拟现实等应用,以及自动驾驶、智慧城市、智慧医疗、智能监控等。支持超高分辨率(8K以上)、全景视频、三维视频、屏幕混合内容视频、高动态范围视频的智能压缩和沉浸式音频场景的应用。

        AVS3视频标准是指《信息技术 智能媒体编码 第2部分视频》(团标号:T/AI 109.2-2020)。

        AVS3视频标准的主要技术特点体现在:AVS3 视频基准档次采用了更具复杂视频内容适应性的扩展四叉树划分 (EQT, Extended Quad-Tree)、更适合复杂运动形式的仿射运动预测、自适应运动矢量精度预测 (AMVR, Adaptive Motion Vector Resolution)、更宜于并行编解码实现的片划分机制等技术。

        AVS3视频标准主要面向8K超高清,2021年2月1日,中央广播电视总台开播8K超高清试验频道,采用AVS3视频标准。2022年1月1日,北京电视台冬奥纪实频道采用AVS3视频标准播出。2022年1月25日,中央广播电视总台8K超高清频道采用AVS3视频标准播出。

        AVS标准组织积极推动AVS3视频标准的国际化。2021年11月,AVS3视频标准发布为IEEE 1857.10标准。目前正在和欧洲DVB组织开展合作,2021年9月,DVB Steering Board 通过电子邮件确认AVS3标准可以被DVB参考,同时AVS 知识产权政策和DVB 的知识产权政策相符。目前正在进行AVS3视频标准的技术测试工作。预计今年能够完成AVS3视频标准和DVB组织的合作工作。

 

∅  AVS产业形态

        数字音视频产业已在2008年超过通信产业,在2010年成为了国民经济第一大产业。AVS作为数字音视频产业“牵一发动全身”的基础性标准,为我国构建“技术→专利→标准→芯片与软件→整机与系统制造→数字媒体运营与文化产业”的产业链条提供了难得机遇。   

                                                     

                                                   (技术→专利→标准→芯片与软件→整机与系统制造→媒体产业)

       AVS产品形态包括:

       1)芯片:高清晰度/标准清晰度AVS解码芯片和编码芯片,国内需求量在未来十多面的时间内年均将达到4000多万片。

       2)软件:AVS节目制作与管理系统,Linux和Window平台上基于AVS标准的流媒体播出、点播、回放软件;

       3)整机:AVS机顶盒、AVS硬盘播出服务器、AVS编码器、AVS高清晰度激光视盘机、AVS高清晰度数字电视机顶盒和接收机、AVS手机、AVS便携式数码产品等。

 

∅  AVS三大特点

       先进:我国牵头制定的、技术先进的第二代信源编码标准。

       自主:领导国际潮流的专利池管理方案,完备的标准工作组法律文件。

       开放:制定过程开放、国际化。

 

∅  AVS会员制

       AVS工作组实行企业会员制,任何从事电子、通信、计算机及相关领域的企事业单位均可申请成为AVS工作组会员。→立即加入