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》测试报告(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,编码质量都达到优秀。码率不到其三分之一时,也达到良好到优秀。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的测试报告,AVS在编码效率上与其处于同等技术水平。
4.AVS与MPEG标准的客观测试
对视频编码标准进行客观评价的常用方法是峰值信噪比PSNR。表9、表10分别给出了AVS与MPEG-2标准以及AVS与MPEG-4 AVC/H.264标准main profile的客观编码性能。结果为相同码率条件下峰值信噪比PSNR的增益。可以看出,AVS相对于MPEG-2标准编码效率平均提高2.56dB,相比于H.264标准编码效率略低,平均有0.11dB的损失。

下面是另一组视频序列的AVS和H.264的性能比较实验结果。实验使用的AVS视频编码器是RM 5.0a,H.264编码器是JM 6.1e。实验序列包括720p和1080i序列。编码参数见表4。表11-12给出了AVS视频标准相对H.264在PSNR上的增益。图5到图6给出了PSNR曲线。



图3 City实列实验结果



从上面的数据可以看出,在逐行编码方面,AVS视频标准的性能与H.264基本一致;在隔行编码方面,由于AVS视频标准目前只支持图像级帧/场自适应编码,平均有0.5dB的性能差距。
三、复杂度对比
表13对AVS与H.264的计算实现复杂性进行扼要对比,大致估算,AVS解码复杂度相当于H.264的30%,AVS编码复杂度相当于H.264的70%。

四、小结
AVS视频标准(GB/T 20090.2)是基于我国自主创新技术和国际公开技术所构建的标准,主要面向高清晰度和高质量数字电视广播、网络电视、数字存储媒体和其他相关应用,具有以下特点:(1)性能高,编码效率是MPEG-2的2倍以上,与H.264的编码效率处于同一水平;(2)复杂度低,算法复杂度比H.264明显低,软硬件实现成本都低于H.264;(3)我国掌握主要知识产权,专利授权模式简单,费用低。基于此,我们认为AVS标准是能够支撑国家数字音视频产业发展的重要标准。
参考文献
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