京東云視頻云全面支持AVS2標(biāo)準(zhǔn)

一、概述

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數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（AVS）工作組由國(guó)家原信息產(chǎn)業(yè)部科學(xué)技術(shù)司于2002年6月批準(zhǔn)成立，目標(biāo)是制定我國(guó)自有的音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)。至今已有兩代AVS標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布并成為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，目前第三代標(biāo)準(zhǔn)AVS3正在制定中。AVS2屬于第二代AVS標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)測(cè)試表明，AVS2的壓縮效率比上一代標(biāo)準(zhǔn)AVS+和H.264/AVC提高了一倍，且超過(guò)國(guó)際同類型標(biāo)準(zhǔn)HEVC/H.265。AVS2還支持三維視頻、多視角和虛擬現(xiàn)實(shí)視頻的高效編碼，立體聲、多聲道音頻的高效有損及無(wú)損編碼，監(jiān)控視頻的高效編碼，面向三網(wǎng)融合的新型媒體服務(wù)等。

憑借在視頻編碼領(lǐng)域的深耕和積累，目前京東云視頻直播/點(diǎn)播產(chǎn)品均已支持AVS2標(biāo)準(zhǔn)，成為國(guó)內(nèi)僅有的幾家支持直播、點(diǎn)播AVS2標(biāo)準(zhǔn)的公有云廠商之一。

二、技術(shù)實(shí)現(xiàn)

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AVS2采用了混合編碼框架，整個(gè)編碼過(guò)程包括幀內(nèi)預(yù)測(cè)、幀間預(yù)測(cè)、變換量化、反量化反變換、環(huán)路濾波和熵編碼等模塊，AVS2和HEVC相對(duì)于源圖像質(zhì)量下降分別為2.9%和3.0%。對(duì)于超高清4K視頻，在相同碼率條件下，AVS2比HEVC的平均主觀質(zhì)量略優(yōu)。

推拉流基本流程

FLV ?AVS2擴(kuò)展說(shuō)明：

FLV規(guī)范不支持AVS2，F(xiàn)Fmpeg對(duì)FLV的AVS2編解碼算法CodecID沒(méi)有定義支持。京東視頻云通過(guò)增加ffmpeg支持封裝/解封AVS2標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)丁，并進(jìn)行了一些列優(yōu)化，新增AVS2的CodecID為0xE，以及AVS2 sequence header定義。

sequence_header()?{
????uint32_t????????profile_id;?????????/*?profile?ID,?davs2_profile_id_e?*/
????uint32_t????????level_id;???????????/*?level???ID?*/
????uint32_t????????progressive;????????/*?progressive?sequence?(0:?interlace,?1:?progressive)?*/
????uint32_t????????width;??????????????/*?image?width?*/
????uint32_t????????height;?????????????/*?image?height?*/
????uint32_t????????chroma_format;??????/*?chroma?format(1:?4:2:0,?2:?4:2:2)?*/
????uint32_t????????aspect_ratio;???????/*?2:?4:3,??3:?16:9?*/
????uint32_t????????low_delay;??????????/*?low?delay?*/
????uint32_t????????bitrate;????????????/*?bitrate?(bps)?*/
????uint32_t????????internal_bit_depth;?/*?internal?sample?bit?depth?*/
????uint32_t????????output_bit_depth;???/*?output?sample?bit?depth?*/
????uint32_t????????bytes_per_sample;???/*?bytes?per?sample?*/
????float???????????frame_rate;?????????/*?frame?rate?*/
????uint32_t????????frame_rate_id;??????/*?frame?rate?code,?mpeg12?[1...8]?*/
};

FLV AVS2擴(kuò)展示例

HLS ?AVS2擴(kuò)展說(shuō)明：

TS新增AVS2的stream_type=0xD2，stream_id=0xE0

AVS2碼流結(jié)構(gòu):

AVS2的碼流結(jié)構(gòu)由包含起始碼的視頻序列組成，視頻幀slice type包含I、P、B在內(nèi)的六種類型，如下：

slice?type?{
????AVS2_I_SLICE?=?0,???????????/*?slice?type:?I?frame?*/
????AVS2_P_SLICE?=?1,???????????/*?slice?type:?P?frame?*/
????AVS2_B_SLICE?=?2,???????????/*?slice?type:?B?frame?*/
????AVS2_G_SLICE?=?3,???????????/*?AVS2?type:??G?frame?*/
????AVS2_F_SLICE?=?4,???????????/*?slice?type:?F?frame?*/
????AVS2_S_SLICE?=?5,???????????/*?AVS2?type:??S?frame?*/
????AVS2_GB_SLICE?=?6,??????????/*?AVS2?type:??GB?frame*/
};
start?code?{
????SC_SEQUENCE_HEADER?=?0xB0,??/*?sequence?header?start?code?*/
????SC_SEQUENCE_END????=?0xB1,??/*?sequence?end????start?code?*/
????SC_USER_DATA???????=?0xB2,??/*?user?data???????start?code?*/
????SC_INTRA_PICTURE???=?0xB3,??/*?intra?picture???start?code?*/
????SC_EXTENSION???????=?0xB5,??/*?extension???????start?code?*/
????SC_INTER_PICTURE???=?0xB6,??/*?inter?picture???start?code?*/
????SC_VIDEO_EDIT_CODE?=?0xB7,??/*?video?edit??????start?code?*/
????SC_SLICE_CODE_MIN??=?0x00,??/*?min?slice???????start?code?*/
????SC_SLICE_CODE_MAX??=?0x8F???/*?max?slice???????start?code?*/
};

video_sequence()?{
??do?{
????sequence_header();
????extension_and_user_data(0);
????do?{
??????if?(next_bits(32)?==?intra_picture_start_code?)
??????????intra_picture_header()
??????else
??????????inter_picture_header()
??????extension_and_user_date(1)
??????picture_data()
????}?while(next_bits(32)?==?inter_picture_start_code()?||?next_bits(32)?==?intra_picture_start_code?))

????if?(next_bits(32)?==?video_sequence_end_code)
????????video_sequence_end_code
????if?(net_bits(32)?==?video_edit_code)
????????video_edit_code
????}
}

在視頻點(diǎn)播方面，AVS2能高效提升編碼效率，F(xiàn)Fmpeg對(duì)AVS標(biāo)準(zhǔn)容器格式MKV/MP4等還不支持。目前在視頻處理層面，京東云視頻點(diǎn)播已支持AVS2相關(guān)的轉(zhuǎn)碼等媒體處理。

主流編碼速度對(duì)比

相同的編碼速率，AVS2大概比x265的編碼效率高10%～30%；同樣在相同的編碼效率下， AVS2比x265的編碼速率快3～10倍。

AVS2與HEVC平均主觀質(zhì)量對(duì)比

相同碼率條件下，AVS2與HEVC的平均主觀質(zhì)量基本一致。

三、AVS2編碼效果

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未來(lái)，京東云視頻云將持續(xù)推進(jìn)AVS系列等視頻相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的深度優(yōu)化以及商業(yè)化應(yīng)用，為客戶降本增效，同時(shí)提升用戶體驗(yàn)，并努力打造圍繞視頻的場(chǎng)景化解決方案，以期能與客戶及生態(tài)合作伙伴建立更深入的合作。

-End-