iptv以ip网络为媒介,通过整合各个内容提供商,向用户提供包括直播电视业务、vod视频点播业务、时移电视业务等高质量的视频服务。视频节目在ip网络上传输首先需要编码压缩,以满足当前的网络带宽,因此,音视频编解码是iptv的核心技术,选择何种音视频编解码标准对iptv应用有着重大影响。
三大标准简介
目前iptv采用的编解码标准主要有mpeg-4、h.264和我国具有自主知识产权的avs三种,均为第二代信源标准。同第一代信源标准mpeg-2比较,mpeg-4的编码效率是mpeg-2的1.4倍,avs和h.264相当,都是mpeg-2的两倍以上。
mpeg-4标准
mpeg全称是movingpicturesexpertsgroup,即动态图象专家组,由iso/iec在1988年成立。mpeg-1标准于1992年推出,主要应用于cd和vcd,mpeg-2标准于1994年推出,主要应用于数字电视和dvd。目前的有线电视、卫星电视和dvd都采用mpeg-2格式,可以作为iptv视频服务的节目源。mpeg-4是该专家组制定的第四代标准,在2000年初正式成为国际标准。
mpeg-4标准同前几代标准最大的区别是提出了基于对象编码的思想。mpeg-4在编码时将一幅图像分成一些在时间和空间上互相联系的对象,分别进行编码,经过网络传输到接收端后,再分别进行解码,然后将解码后的对象组合成所需要的图像。这样做可以对一幅图像的不同对象采用不同的编码方法,有利于不同数据类型之间的融合。mpeg-4采用了一系列创新性的技术,并在前几代标准的基础上进行了完善和改进。mpeg-4标准所需带宽相对较低,凭借其低码流高质量的优点,广泛应用在多媒体传输和存储等领域。
h.264标准
h.264是由iso/iec与itu-t组成的联合视频组(jvt)制定的新一代视频编解码标准。itu-t将该标准命名为h.264,而iso/iec将其称为mpeg-4avc,作为mpeg-4的第10部分。h.264实现了视频压缩比高、图像清晰、网络适应性好等目标。h.264压缩率是mpeg-4的1.5至2倍,在同等的画质下,h.264比mpeg-4平均节约39%的传输码流。h.264包括三个层次:基线层、主体层和扩展层。基线层主要用于可视电话、电视会议等实时视频通信;主体层主要用于数字广播电视与数字视频存储;扩展层主要用于流媒体中。各层次的清晰度和编码速度取值也各不相同。
h.264应用的关键技术主要有:运动预测块中采用了全面预测技术;多参考帧预测,最多可达16帧;简化处理的4×4整数dct变换;纠错编码采用cavlc和cabac;引入层次化运算,将矩阵数据块变成小块运算;增加了帧内预测和环路滤波等技术。这一系列技术的采用使h.264具有非常好的压缩率和网络适应性,在实时视频通信、数字广播电视、数字视频存储、流媒体等应用领域中得到了充分的体现。h.264的高压缩率是建立在编码的大运算量之上的,h.264的编码运算量是mpeg-2的十多倍,不过解码的运算量并没有增加很多,因此用户终端进行解码播放没有什么难度。另一方面,现今计算机的运算能力迅速发展,cpu主频和内存容量的增幅远比编码运算量要大,因此在编码上也没有难度。
avs标准
avs标准由成立于2002年6月的avs工作组自主制定,主要面向高清晰度和高质量的数字广播电视、数字媒体存储、网络电视以及其它相关应用。avs标准在技术方案上采用国际主流技术方案,主要采纳公开的专利技术和我国的自主创新技术。avs标准已于2006年3月获批成为国家标准,标准中的视频部分于2007年5月获得itu-t批准,正式成为4个可选视频编码格式之一。
avs的编码效率是mpeg-2标准的2-3倍,与h.264的编码效率相当。在获得高编码效率的同时,avs的算法复杂度比h.264要低,编码复杂度相当于h.264的30%,解码复杂度相当于h.264的70%,因此软硬件实现成本都低于h.264。
2007年1月在信息产业部电信研究院进行了端到端的avs和h.264视频图像质量对比测试,结果表明对于平均图像质量系数pqr,华为的avs机顶盒优于h.264机顶盒5.02分,中兴的avs机顶盒优于h.264机顶盒3.79分。avs的另外一个优点是专利授权模式简单,知识产权清晰。avs的专利许可费用大大低于mpeg-4和h.264,仅每台编***象征性的收1元人民币的专利费,不对节目内容收费。此外avs的系统应用兼容广电现有的mpeg-2系统,现有电视台基于mpeg-2的编辑和传输系统不需要改变。
跟h.264相比,avs采用的不同关键技术主要有:最小8×8块的变块大小运动补偿;低复杂度的1/4像素运动补偿;b帧采用一种新型的对称预测模式,前向运动向量可直接预测后向运动向量;b帧采用了时域/空域相结合的直接预测模式;8×8整数变换/量化;基于上下文的适应性熵编码2dvlc;低复杂度的环路滤波,滤波边数降为1/4;图像级帧场自适应选择由mbaff降为paff;低复杂度的帧内预测,基于8×8块进行,只使用5种模式;h.264使用5个参考帧来提高编码效率,avs则限定至多两个参考帧。
应用情况比











