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

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

(1)支持高精度視頻數(shù)據(jù)，在高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景提供更多圖像細(xì)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(cè)與變換、上下文自適應(yīng)二進(jìn)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(shí)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(chǔ)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(chǔ)環(huán)境的需求。

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

(6)支持聲音識(shí)別特征參數(shù)編碼，避免編碼失真對(duì)語(yǔ)音識(shí)別和聲紋識(shí)別的影響。

(7)支持監(jiān)控專用信息（絕對(duì)時(shí)間、智能分析結(jié)果、報(bào)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(rèn)證，保證監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的保密性、真實(shí)性和完整性。

2.SVAC標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特點(diǎn)詳解

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

監(jiān)控場(chǎng)景圖像動(dòng)態(tài)范圍往往很大，低精度視頻數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致圖像對(duì)比度下降、圖像細(xì)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(chǔ)的視頻數(shù)據(jù)盡可能真實(shí)、完整的保留拍攝場(chǎng)景的信息和圖像細(xì)節(jié)，對(duì)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(huì)降低編碼效率，不會(huì)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(lái)擴(kuò)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(diǎn)-支持先進(jìn)編碼工具

SVAC標(biāo)準(zhǔn)可以在獲得更好圖像質(zhì)量的同時(shí)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(jìn)制算術(shù)編碼。（CABAC）是一種先進(jìn)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(xì)節(jié)，在采用8x8預(yù)測(cè)和變換的基礎(chǔ)上，增加幀內(nèi)4x4（Intra4x4）預(yù)測(cè)和變換，更好地保持圖像細(xì)節(jié)，大量測(cè)試結(jié)果表明，采用Intra4x4可以有效降低細(xì)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(diǎn)-感興趣區(qū)域（ROI）變質(zhì)量編碼

監(jiān)控應(yīng)用中，通常總是對(duì)場(chǎng)景中的某些區(qū)域更關(guān)心--感興趣區(qū)域（RegionsofInterest：ROI）；圖像被分為若干個(gè)ROI區(qū)域和一個(gè)背景區(qū)域，在網(wǎng)絡(luò)帶寬或存儲(chǔ)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(kāi)銷；每個(gè)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(shí)，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(guò)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的分層次壓縮（分為基本層和增強(qiáng)層），一個(gè)編碼器可以輸出不同分辨率/幀率/質(zhì)量的多個(gè)編碼視頻流。SVC主要包括：空間SVC（SpatialSVC）時(shí)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(duì)基本層單獨(dú)解碼可以獲得一個(gè)低分辨率的視頻序列，對(duì)基本層和增強(qiáng)層聯(lián)合解碼可以獲得高分辨率的視頻序列，空間SVC比簡(jiǎn)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(hào)采用ACELP和TAC雙核編碼，ACELP適合語(yǔ)音信號(hào)編碼，TAC適合環(huán)境或背景聲音編碼。高頻信號(hào)采用BWE編碼利用低頻解碼信號(hào)和極少高頻參數(shù)來(lái)重建高頻信號(hào)，同全帶編碼技術(shù)相比，可以節(jié)省近50%碼率。

（6）聲音識(shí)別特征參數(shù)編碼

在音頻編碼的基礎(chǔ)上，支持識(shí)別特征參數(shù)編碼，避免編碼失真對(duì)語(yǔ)音/聲紋識(shí)別的影響，識(shí)別特征參數(shù)采用MFCC方案，識(shí)別特征參數(shù)編碼支持兩種模式；直接編碼模式：無(wú)需計(jì)算重建信號(hào)，直接編碼原始信號(hào)特征矢量，計(jì)算復(fù)雜度低，碼率4.8kbps。預(yù)測(cè)編碼模式：原始信號(hào)和重建信號(hào)分別提取特征，編碼特征殘差矢量，計(jì)算復(fù)雜度高，碼率3.2kbps。

（7）支持監(jiān)控專用信息

絕對(duì)時(shí)間信息通過(guò)專門語(yǔ)法與視音頻壓縮數(shù)據(jù)一起傳輸和存儲(chǔ)，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(guò)專門語(yǔ)法與視音頻壓縮數(shù)據(jù)一起傳輸和存儲(chǔ)，便于檢索查詢，對(duì)于大規(guī)模監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)更為重要。

（8）支持監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)加密和認(rèn)證

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

視頻檔次和級(jí)別的劃分

SVAC視頻劃分為簡(jiǎn)單、主要、高級(jí)3個(gè)檔次（profile）：簡(jiǎn)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(cè)和前向預(yù)測(cè)（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(chǎng)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(cè)（B-pic）、CABAC編碼、ROI、加密和認(rèn)證等，滿足典型監(jiān)控應(yīng)用的視頻編解碼需求；高級(jí)檔次進(jìn)一步增加支持4：2：2數(shù)據(jù)采樣格式、SVC等，功能更強(qiáng)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(gè)級(jí)別（level）。

音頻檔次和級(jí)別的劃分

SVAC音頻劃分為簡(jiǎn)單、主要、高級(jí)3個(gè)檔次（profile）：簡(jiǎn)單檔次支持ACELP和BWE編碼，可滿足一般監(jiān)控場(chǎng)景對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的編碼需求；主要檔次增加支持識(shí)別特征參數(shù)的直接編碼，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度有所增加；高級(jí)檔次進(jìn)一步增加支持TVC編碼和識(shí)別特征參數(shù)的預(yù)測(cè)編碼，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度高，但編碼效率更高。