SVAC標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)創(chuàng)新及技術(shù)特點詳解

1.SVAC標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)創(chuàng)新簡介

(1)支持高精度視頻數(shù)據(jù)，在高動態(tài)范圍場景提供更多圖像細節(jié)，減少編解碼環(huán)節(jié)的圖像信息損失。

(2)采用幀內(nèi)4×4預(yù)測與變換、上下文自適應(yīng)二進制算術(shù)編碼（CABAC）等技術(shù)提高編碼效率，在獲得更好圖像質(zhì)量的同時也能獲得更高的編碼效率。

(3)支持感興趣區(qū)域（ROI）變質(zhì)量編碼，在網(wǎng)絡(luò)帶寬存儲空間有限的情況下，提供更符合監(jiān)控需要的高質(zhì)量視頻編碼。

(4)支持可伸縮視頻編碼（SVC），滿足不同傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬和數(shù)據(jù)存儲環(huán)境的需求。

(5)支持代數(shù)碼書激勵線性預(yù)測(ACELP)和變換音頻編碼（TAC）切換的雙核音頻編碼，保證對語音和環(huán)境（背景）聲音均有較好的編碼效果。

(6)支持聲音識別特征參數(shù)編碼，避免編碼失真對語音識別和聲紋識別的影響。

(7)支持監(jiān)控專用信息（絕對時間、智能分析結(jié)果、報警信息），便于視音頻內(nèi)容的有效管理和綜合利用。

(8)支持加密和認證，保證監(jiān)控數(shù)據(jù)的保密性、真實性和完整性。

2.SVAC標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特點詳解

（1）SVAC標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)特點-支持高精度視頻數(shù)據(jù)

監(jiān)控場景圖像動態(tài)范圍往往很大，低精度視頻數(shù)據(jù)會導(dǎo)致圖像對比度下降、圖像細節(jié)和層次丟失，造成圖像原始內(nèi)容的損失；SVAC視頻壓縮編碼支持高精度視頻數(shù)據(jù)，可以保證視頻編解碼環(huán)節(jié)盡量少的損失圖像信息，保證存儲的視頻數(shù)據(jù)盡可能真實、完整的保留拍攝場景的信息和圖像細節(jié)，對后期的綜合研判以及作為法律證據(jù)意義重大；按照SVAC標(biāo)準(zhǔn)中的量化方法，采用高精度視頻數(shù)據(jù)不會降低編碼效率，不會增加碼率，采用10-bit數(shù)據(jù)同樣碼率下PSNR好于8-bit數(shù)據(jù)；標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)框架保留未來擴充至支持更高數(shù)據(jù)位寬（如16-bit）的可能。

（2）SVAC標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)特點-支持先進編碼工具

SVAC標(biāo)準(zhǔn)可以在獲得更好圖像質(zhì)量的同時獲得較高編碼效率，一是采用CABAC獲取更高編碼效率，上下文自適應(yīng)二進制算術(shù)編碼。（CABAC）是一種先進高效的熵編碼技術(shù)，大量研究結(jié)果表明，CABAC比VLC有更高的編碼效率（減小碼率約10%）；二是采用Intra4x4以更好地保持圖像細節(jié)，在采用8x8預(yù)測和變換的基礎(chǔ)上，增加幀內(nèi)4x4（Intra4x4）預(yù)測和變換，更好地保持圖像細節(jié)，大量測試結(jié)果表明，采用Intra4x4可以有效降低細節(jié)豐富、邊緣銳利區(qū)域附近的噪聲。

（3）SVAC標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)特點-感興趣區(qū)域（ROI）變質(zhì)量編碼

監(jiān)控應(yīng)用中，通?？偸菍鼍爸械哪承﹨^(qū)域更關(guān)心--感興趣區(qū)域（RegionsofInterest：ROI）；圖像被分為若干個ROI區(qū)域和一個背景區(qū)域，在網(wǎng)絡(luò)帶寬或存儲空間有限的情況下，優(yōu)先保證ROI圖像質(zhì)量，節(jié)省非ROI的開銷；每個ROI的圖像質(zhì)量分別控制，支持ROI部分比非ROI部分采用更高碼率（圖像質(zhì)量更好）；碼率受限時，優(yōu)先降低非ROI部分的碼率，支持非ROI部分圖像可丟棄或不編碼，以適應(yīng)傳輸帶寬的要求。

（4）可伸縮視頻編碼SVC

可伸縮視頻編碼（ScalableVideoCoding）通過對視頻數(shù)據(jù)的分層次壓縮（分為基本層和增強層），一個編碼器可以輸出不同分辨率/幀率/質(zhì)量的多個編碼視頻流。SVC主要包括：空間SVC（SpatialSVC）時間SVC（TemporalSVC）質(zhì)量SVC（QualitySVC）。

空間可伸縮視頻編碼SVC

基本層由低分辨率編碼圖像構(gòu)成，對基本層單獨解碼可以獲得一個低分辨率的視頻序列，對基本層和增強層聯(lián)合解碼可以獲得高分辨率的視頻序列，空間SVC比簡單的雙碼流具有更低的總體碼率。

（5）ACELP和TAC切換的雙核音頻編碼

低頻信號采用ACELP和TAC雙核編碼，ACELP適合語音信號編碼，TAC適合環(huán)境或背景聲音編碼。高頻信號采用BWE編碼利用低頻解碼信號和極少高頻參數(shù)來重建高頻信號，同全帶編碼技術(shù)相比，可以節(jié)省近50%碼率。

（6）聲音識別特征參數(shù)編碼

在音頻編碼的基礎(chǔ)上，支持識別特征參數(shù)編碼，避免編碼失真對語音/聲紋識別的影響，識別特征參數(shù)采用MFCC方案，識別特征參數(shù)編碼支持兩種模式；直接編碼模式：無需計算重建信號，直接編碼原始信號特征矢量，計算復(fù)雜度低，碼率4.8kbps。預(yù)測編碼模式：原始信號和重建信號分別提取特征，編碼特征殘差矢量，計算復(fù)雜度高，碼率3.2kbps。

（7）支持監(jiān)控專用信息

絕對時間信息通過專門語法與視音頻壓縮數(shù)據(jù)一起傳輸和存儲，便于檢索查詢、視音頻同步和多路視頻同步，還可以避免在圖像上疊加OSD破壞圖像原始內(nèi)容；特殊監(jiān)控事件類型及參數(shù)通過專門語法與視音頻壓縮數(shù)據(jù)一起傳輸和存儲，便于檢索查詢，對于大規(guī)模監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫更為重要。

（8）支持監(jiān)控數(shù)據(jù)加密和認證

利用安全參數(shù)集定義加密和認證的方法及保護范圍，可以實現(xiàn)不同級別保護；利用NAL單元頭中特定標(biāo)志位標(biāo)記加密和認證是否生效；以統(tǒng)一的語法格式支持多種加密和認證算法，具備靈活的可擴展性。

視頻檔次和級別的劃分

SVAC視頻劃分為簡單、主要、高級3個檔次（profile）：簡單檔次支持幀模式編碼、4：2：0數(shù)據(jù)采樣格式、8-bit數(shù)據(jù)精度、幀內(nèi)預(yù)測和前向預(yù)測（I/P-pic）、VLC編碼、監(jiān)控專用信息等，滿足監(jiān)控視頻編解碼的基礎(chǔ)應(yīng)用；

主要檔次增加支持場模式編碼、4：0：0數(shù)據(jù)采樣格式、9/10-bit數(shù)據(jù)精度、雙向預(yù)測（B-pic）、CABAC編碼、ROI、加密和認證等，滿足典型監(jiān)控應(yīng)用的視頻編解碼需求；高級檔次進一步增加支持4：2：2數(shù)據(jù)采樣格式、SVC等，功能更強大。

SVAC視頻主要根據(jù)圖像分辨率、數(shù)據(jù)格式和最大編碼比特率劃分為8個級別（level）。

音頻檔次和級別的劃分

SVAC音頻劃分為簡單、主要、高級3個檔次（profile）：簡單檔次支持ACELP和BWE編碼，可滿足一般監(jiān)控場景對語音信號的編碼需求；主要檔次增加支持識別特征參數(shù)的直接編碼，實現(xiàn)復(fù)雜度有所增加；高級檔次進一步增加支持TVC編碼和識別特征參數(shù)的預(yù)測編碼，實現(xiàn)復(fù)雜度高，但編碼效率更高。