AVS2

AVS2,全稱為《信息技術 高效多媒體編碼 第2部分:視頻》,是中國自主智慧財產權的第二代數字視頻編碼國家標準(GB/T 33475.2-2016)。該標準主要面向4K/8K超高畫質電視廣播和視頻監控等套用,其壓縮效率相比上一代AVS+標準有顯著提升。在監控視頻的場景編碼方面,該標準具有一定的技術特點。AVS2於2018年被採納為IEEE國際標準,並套用於中央廣播電視總台等機構的4K超高清頻道,形成了從晶片、編碼設備到系統套用的產業鏈。

基本含義,發展歷程,技術特點,套用,產業影響與榮譽,相關研究,

基本含義

AVS2是中國第二代視頻編碼標準,其全稱為《信息技術 高效多媒體編碼 第2部分:視頻》(國家標準號為GB/T 33475.2-2016,對應的廣播電視行業標準為《高效音視頻編碼 第1部分:視頻》(GY/T 299.1-2016))。2018年,AVS2被頒布為IEEE國際標準,標準號為IEEE 1857.4。該標準定位在引領未來五到十年數字媒體產業的發展,主要面向4K/8K超高畫質電視廣播和視頻監控等套用。其編碼效率相比上一代標準AVS+提高了一倍以上,壓縮效率與國際同期標準HEVC/H.265相當或更優。AVS2針對監控視頻等場景固定內容設計了獨有的場景編碼模式。

發展歷程

2014年8月,AVS2標準完成編輯工作並公開徵求意見,相應的參考軟體原始碼同期公開。AVS2標準由數字音視頻編解碼技術標準工作組(AVS工作組)組織制定,於2015年開發完成。2016年5月,AVS2視頻標準被國家新聞出版廣電總局頒布為廣播電視行業標準《高效音視頻編碼 第1部分:視頻》(GY/T 299.1-2016)。該標準於2016年5月6日正式發布並實施。2016年5月17日,AVS標準工作組召開新聞發布會,對該標準進行解讀。同年12月30日,被國家質檢總局和國家標準委頒布為國家標準《信息技術 高效多媒體編碼 第2部分:視頻》(GB/T 33475.2-2016),並於2017年7月1日正式實施。該標準於2024年5月28日被新版國家標準《信息技術 高效多媒體編碼 第2部分:視頻》(GB/T 33475.2-2024)替代,新版標準於2024年12月1日實施。
2018年,AVS2被頒布為IEEE國際標準(IEEE 1857.4),並被全球超高清聯盟(UHD Forum)採納為4K超高清技術規範。2018年8月底,國家廣播電視總局印發的《4K超高畫質電視技術套用實施指南(2018版)》將AVS2列為唯一推薦的視頻編碼標準。2018年10月1日,中央廣播電視總台(CCTV)採用AVS2正式開播4K超高清頻道。
同期,AVS2標準在IPTV業務和廣東省4K超高清行動中得到套用推廣。2018年3月,AVS產業聯盟發布了《IPTV業務系統AVS2實施指南》;同年5月,廣東省新聞出版廣電局發文明確在廣東省4K行動中套用AVS2標準。在AVS2成功套用的基礎上,AVS工作組已著手制定面向8K及更廣闊套用的第三代視頻編碼標準AVS3。

技術特點

AVS2,其國家標準《信息技術 高效多媒體編碼 第2部分:視頻》(GB/T 33475.2)於2016年12月首次頒布(GB/T 33475.2-2016),並於2024年5月發布新版國家標準(GB/T 33475.2-2024),是中國第二代視頻編碼標準,其編碼效率相比上一代標準AVS+提高了一倍以上,壓縮效率與國際同期標準HEVC/H.265相當或更優。AVS2針對監控視頻等場景固定內容設計了獨有的場景編碼模式,壓縮效率可達HEVC的兩倍。
AVS2採用了基於編碼單元(CU)、預測單元(PU)和變換單元(TU)的混合編碼框架,塊劃分更為靈活,支持非方形劃分。幀內預測方面,亮度分量共有33種預測模式。幀間預測方面,引入了前向多假設預測F圖像等技術。此外,其變換、熵編碼及環路濾波(如樣本自適應偏置濾波和自適應環路濾波)也採用了多種最佳化技術以提升編碼效率和重建質量。
AVS2支持4K/8K超高解析度、高幀率(最高可達120fps)、10-bit樣本精度、高動態範圍(HDR)視頻的高效壓縮。標準定義了多個類與級(Profile & Level),以支持不同套用場景下的碼率等級,例如在4K超高清套用中,支持40Mbps、60Mbps、160Mbps、240Mbps等多個最大碼率等級。

套用

AVS2標準在廣播電視、視頻監控、網路視頻與IPTV等多個領域得到套用。自2018年10月1日起,中央廣播電視總台(CCTV)4K超高清頻道採用AVS2標準播出。北京電視台等地方台超高清頻道建設也套用了AVS2編碼器,例如數碼視訊為北京台提供了4K AVS2編碼器等核心產品和系統。
AVS2專門針對監控視頻設計了場景編碼模式。根據測試,其壓縮效率是廣泛使用的H.264的四倍,是同期國際標準H.265的兩倍。這使得其在安防監控領域具有廣闊的套用前景。
AVS2網路電視直播解決方案曾套用於2016年裡約奧運會賽事直播。AVS2也規劃並套用於OTT超高清視頻服務和IPTV業務。騰訊雲於2020年開發了AVS2編解碼引擎,成為國內首家支持AVS2視頻處理業務的公有雲廠商。
數碼視訊、當虹科技等企業推出了支持AVS2的4K/8K超高清實時編碼器。數字視頻編解碼技術國家工程實驗室推出了高性能的AVS2編碼器庫(如uAVS2)。新型機頂盒等終端設備也支持AVS2標準。
根據標準定義,AVS2適用於數字電影、視頻通信、數字存儲媒體、靜止圖像等各類音視頻套用。其配套的AVS2音頻標準(GB/T 33475.3-2018)也套用於全景聲電影、虛擬現實等領域。

產業影響與榮譽

AVS2標準的頒布標誌著我國視頻技術和產業正式進入“超高清”和“超高效”的“雙逾時代”。AVS2是我國具備自主智慧財產權的第二代信源編碼標準,能夠以更低的成本支撐我國音視頻產業的高速發展,並支持我國音視頻企業占領和主導國際市場。該標準於2016年12月頒布為國家標準《信息技術 高效多媒體編碼 第2部分:視頻》(GB/T 33475.2-2016),並於2018年被頒布為IEEE(電氣電子工程師學會)國際標準(IEEE 1857.4)。
AVS2標準已實現大規模產業化套用。AVS2標準於2016年5月首先被頒布為廣播電視行業標準(GY/T 299.1-2016)。根據產業規劃,AVS2首先套用於OTT超高清視頻服務,並於2017年進行超高畫質電視廣播試驗,最終在2018年用於“世界盃”超高清轉播。2018年10月,中央廣播電視總台開播國內首個上星超高畫質電視頻道——CCTV 4K超高清頻道,全面採用AVS2視頻編碼標準,標誌著AVS2的套用正式拉開了大幕。截至2018年,支持AVS2的終端部署量已突破3億台。AVS2標準通過開源策略,推動了編解碼器、晶片、終端設備的快速研發和普及。在套用層面,AVS2不僅套用於超高清廣播電視,還全面套用於IPTV業務和廣東省4K超高清全省示範網,並在視頻監控、網路直播等領域展現出巨大價值。AVS2標準突破了歐美高專利收費的限制,並沿著“一帶一路”戰略走出去,為我國建設網路強國打下堅實的基礎。
圍繞AVS2標準,我國已構建了從技術創新、專利許可、標準制定、晶片研製、系統開發到套用推廣的生態圈,形成了“技術標準-晶片終端-系統套用”的完整產業鏈。華為海思、晨星(Mstar)、聯發科等企業推出了AVS2解碼晶片;數碼視訊、柯維新、當虹科技、上海國茂、北京博雅睿視等企業提供了廣播級AVS2超高清實時編碼器等核心產品。此外,騰訊雲作為國內首家支持AVS2視頻處理業務的公有雲廠商,其AVS2編解碼引擎已通過雲服務套用於廣電等行業。
AVS2標準採用清晰、友好的專利許可政策,極大地促進了其產業推廣。2018年9月,AVS專利池管理委員會審議並通過了AVS2專利池的許可政策:對符合條件的AVS2軟體套用免收專利許可費;對每台AVS2編解碼設備僅象徵性收費1元人民幣,且不對運營商和內容商收費。
AVS2標準是一個完整的體系。除了視頻部分,其配套的音頻部分《信息技術 高效多媒體編碼 第3部分:音頻》(GB/T 33475.3-2018)也於2018年頒布為國家標準,為超高清、3D等新一代視聽系統提供高質量、高效率的音頻編解碼方案。
AVS2標準及其相關技術成果獲得了國家級和行業內的多項重要榮譽。相關技術成果“超高清視頻多態基元編解碼關鍵技術”獲得2020年度國家技術發明獎(通用項目)一等獎。AVS2標準本身入選2018年度“中國高等學校十大科技進展”。北京大學AVS2產業化推廣團隊獲得2017年度AVS產業技術創新獎。2020年,由廣東博華超高清創新中心有限公司、杭州當虹科技股份有限公司、北京博雅睿視科技有限公司組成的AVS2/AVS3標準產品研製示範及協同推廣團隊也獲得了AVS產業技術創新獎。AVS2於2018年被全球超高清聯盟(UHD Forum)採納為4K超高清技術規範,推薦給全球運營商使用。

相關研究

有研究針對AVS2的率-失真最佳化提出解決方案,相關技術被納入AVS2參考軟體。亦有研究關注AVS2視頻解碼器在特定硬體平台(如TMS320C6678)上的最佳化和實現。
在技術最佳化方面,北京大學等機構提出了名為iAVS2的快速幀內編碼平台,通過多種加速方法提升編碼速度。數字視頻編解碼技術國家工程實驗室開發了uAVS2編碼器庫,其編碼性能在相近速度下優於HEVC編碼器x265。
企業界也積極參與算法創新,例如有企業申請了基於AVS2的超高清視頻圖像壓縮編碼方法及系統專利,通過最佳化場景分析和參考幀選取來進一步提升壓縮率。
產業套用方面,騰訊雲與騰訊多媒體實驗室共同開發了AVS2編解碼引擎,並成為國內首家支持AVS2視頻處理業務的公有雲廠商。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們