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AVS+在衛星廣播電視中的應用

2014-11-15 16:49:44      點擊:
引 言:隨著AVS+標準的(de)頒布和實施應用指南的發布,AVS+視頻編碼技術將會逐(zhú)步應用於許多相關領域,本文就AVS+編碼技(jì)術應用於廣播電視衛(wèi)星傳輸領域,進行了相關設計方(fāng)案的探析。
AVS+綜合解碼(mǎ)器
全(quán)球首款AVS+綜合接收解碼器AVS+工(gōng)程(chéng)機
一、AVS+的背景
    2006年,具(jù)有我(wǒ)國自主知識產權的AVS-P2標準頒布,開創了中(zhōng)國音視頻編解碼(mǎ)技(jì)術自主創新的新時(shí)代,但與H.264存在較大的差距,不能滿足廣播電(diàn)視高質量(liàng)播出的要求(qiú),影響標準的產業化推廣。2012年(nián) “AVS技術應用聯合推進工作組”啟動AVS技術的產業化應用工作,最終形成(chéng)AVS+標準技術草案。2012年7月10日,國家廣電總局頒布《廣播電(diàn)視先進(jìn)音視頻編碼第一部分:視頻》行業標準(簡稱(chēng)AVS+)。2014年(nián)4月18日正(zhèng)式發布《AVS+技術應用實施指(zhǐ)南》。

二、AVS+的關鍵技術
    AVS+是我國唯(wéi)一擁有自主音視頻編碼(mǎ)技術體係(xì)的國家,它突破了國外的技術(shù)壟斷(duàn)和專利壁壘,實現了(le)標準和知識產權的完全自主可控,它使視頻編碼技術達到了世界先進水平(píng)。AVS+在(zài)兼容(róng)AVS1-P2的基(jī)礎上,增加了4項技術:
    1、高級(jí)熵編碼(AEC):算術編碼,用(yòng)於熵編碼;
    2、自適應加權量化(AWQ):自適應量化(huà)矩陣,用於DCT變換後係數的量化;
    3、同極性跳過模式編(biān)碼(PField Skip):隔行視頻中P場skip宏塊的運動矢量推導;
    4、增強場編碼技術(BField Enhanced):隔(gé)行視頻中B場skip與direct宏塊運動矢(shǐ)量推導。

三、AVS+在衛星廣播電視中的應用
    1、AVS+在廣播電視衛星傳輸中應用的意義(yì)
    廣播電視衛星傳輸中采用AVS+標準的重要意義(yì)在於:(1) ,隨著上星衛(wèi)視頻道的增多(duō),衛星(xīng)傳輸帶寬日趨(qū)緊張。AVS+是我國自主創(chuàng)新的視頻編碼技術,具(jù)有更高的編碼效率,與(yǔ)同類國際標(biāo)準H.264/AVC編(biān)碼效率相當,用AVS+標準作為廣播電視的視頻編碼,可解決廣播電視行業麵臨的頻道資源問題(tí)。(2) 音視頻解碼芯片是衛(wèi)星接收機內(nèi)最核心、最重要芯片,相當於計算機的CPU(中央處理器),每年數千萬台衛星接收機采用自主(zhǔ)解碼芯(xīn)片將有力推動我國(guó)芯片產業的發展;(3) AVS+標(biāo)準達到了國際(jì)最新水平(píng),解決了相應國際標準背後高昂的專利許可費問題,顯(xiǎn)著提高我國衛星數字電視係統的技術自主(zhǔ)性。 (4) 采用自(zì)主芯(xīn)片的接收機,完全清除了安全隱患,而且價格可控製在較合理範圍內,有利於全國範圍內各(gè)個地區廣泛推廣。
    2、基於AVS+的廣播電視衛星傳輸方案
    總局(jú)對我國高(gāo)清上星電視實施指(zhǐ)導方案裏建議:上星的高清數字電視頻道,視頻應采用AVS+標準中的廣播類(broadcast profile)、級6.0.1.08.60壓縮編碼方式,建議(yì)視音頻總碼率不(bú)低於12Mbps,音頻支持環繞聲(shēng),建議壓縮碼率不低於384Kbps。
(1)基於AVS+傳(chuán)輸方案的設計
    衛(wèi)星(xīng)傳輸分發數字電視係統(tǒng)前(qián)端將電視台播出的節目直接進行AVS+編(biān)碼,再進行複(fù)用、加擾、調製和上星等環節處理,通過衛星傳輸分發;在數字電視網(wǎng)絡前端,相應的衛星節目信號有AVS+衛星綜合接收解碼器接收。
    如果節目源是AVS+碼流,則將其直接進行複用、調製和(hé)上星,通過衛星信道傳輸(shū);如果節目源是MPEG-2碼流,則將其轉碼為AVS +碼流,再將轉碼後的AVS+碼流進行複用、加擾、調製和上(shàng)星等環節處理,再通過衛星信道進(jìn)行傳輸。 為基(jī)於AVS+視頻編碼的(de)傳輸方案設計框圖。信號源為電視台通過光纖或微波送來的未編碼的高清SDI信號,音視頻節目通過SDI接口輸入給AVS+編碼器,編碼後形成的TS流通過ASI接口輸(shū)入給複用器,複用器將節目TS流以及業務信息發送器送來的(de)節目信息複用形成TS流,TS流經加擾後,通(tōng)過ASI接口輸入給調製器,TS流經過調製、變(biàn)頻、功放後通過信道傳輸。接收機接收信道傳輸信號,進行(háng)解調,將TS流通過ASI接口輸入給轉碼器,轉碼器將AVS+基本流轉(zhuǎn)碼為MPEG-2或H.264格(gé)式的碼流,MPEG-2/H.264的接收(shōu)解碼器接收信道(dào)傳輸信號,進行解調、解複用(yòng)、解擾以及MPEG-2/H.264解碼(mǎ),並輸出節目。
(2)基於AVS+監控傳輸方案(àn)的設計
    為保障廣播電視信號的傳輸安全,各省級地球站都會配置相應環節的(de)畫麵監測和多類型的報(bào)警係統,由於現有(yǒu)的監測係統多為MPEG-2編碼格式,因此如圖2所示的AVS+視頻編碼傳輸係統監測報警方案中采用了基於AVS+的(de)TeleSight多畫麵碼流實時監測係統。該(gāi)係統是(shì)國際上最新一代的高性價比(bǐ)數字多畫麵、多碼流(liú)、多格(gé)式碼流技術(shù)診(zhěn)斷和碼流格式分析(xī)檢測產品,能在對多(duō)達幾十甚至上百路的數字壓(yā)縮輸入信號的(de)實時解碼顯示的同(tóng)時,再加上龐(páng)大(dà)的(de)實時的碼(mǎ)流數據分析功能,真正意義上實現了(le)多路數字碼流中每一路視音頻節目的可視化監視和(hé)各種底層(céng)壓縮數據的(de)信號檢測,確(què)保了各種數字壓縮信號從上傳、發布到接收(shōu)等各個環節上的各種壓縮格式中的(de)視音頻信(xìn)號與數據的正確性、完(wán)整(zhěng)性和安全性。該傳輸(shū)方案(àn)從係統各個關鍵點采(cǎi)樣,然(rán)後用AVS+專業解碼器解出信號後送到(dào)該監(jiān)測係統,從而實現對(duì)各環(huán)節信號實時采(cǎi)樣監測。同時,地球站原(yuán)有的頻譜監測、台標報警、音頻報警等報警軟件也可加入到該係統中(zhōng),以更好的保障廣播電視信號的安(ān)全播出。

四(sì)、結束語
    隨著2014年《AVS+技術(shù)應用實施指南》的頒布,總局對衛星(xīng)分發傳送數字電視指導意見為:2014年1月1日起,新(xīn)上星(xīng)的高清(qīng)數字電視,視頻應采用AVS+標準;2014年12月31日前,已上星的高清頻道,視頻應轉換為 AVS+標準。因此,AVS+視(shì)頻編碼的應用會逐步深入的展開,本文隻是根據現有衛星地球站的設(shè)備配置,粗淺的探析了一些基於AVS+視頻(pín)編碼的衛星傳輸設計方案,隨著以後AVS+標準的(de)廣泛(fàn)投入使用(yòng),將會有更多更完善、詳(xiáng)實的設計方案出爐。

參考文獻:
【1】廣播電視先(xiān)進視頻編解碼(AVS+)技(jì)術(shù)應用(yòng)實施指南
【2】尹芝,潘華.AVS+視頻壓縮技術及其應用(yòng).軟件導刊,2013(12).
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