AVS与MPEG视频编码标准的技术对比分析

本文主要探讨了中国视频编码国家标准AVS与国际标准MPEG-2、MPEG-4 AVC/H.264之间的技术差异和比较，涵盖了技术方案、主观测试、客观测试和复杂度四个方面。 在技术对比部分，AVS和MPEG标准都基于混合编码框架，包括相似的技术模块如变换、量化、熵编码、帧内预测和帧间预测等。AVS的独特之处在于其提出的优化技术，能够在保持低复杂度的同时达到与国际标准相当的性能，而无需采用大量复杂的专利技术。AVS的关键创新点包括8x8整数变换、量化、特定的帧内预测、1/4精度像素插值、独特的帧间预测运动补偿、二维熵编码以及一种去块效应的环内滤波方法。 熵编码和反量化是视频编码中的核心步骤，它们处理量化后的变换系数以减少数据量。AVS标准使用简单的加减法和移位操作执行变换和量化，这降低了硬件实现的复杂度。此外，AVS标准的帧内预测和帧间预测策略有助于提高编码效率。预测残差通过8x8整数离散余弦变换（ICT）进行处理，然后使用zig-zag扫描或针对隔行编码块的其他扫描方式进行量化系数的一维排列，最终进行熵编码。 AVS标准采用环路滤波器来提升重构图像的质量，这种滤波器能够有效消除方块效应，同时增强编码效率。滤波强度可以根据需要进行自适应调整，以适应不同的编码场景。 为了适应不同视频业务的需求，AVS标准引入了档次（profile）和级别（level）的概念。档次定义了语法、语义和算法的子集，而级别则是对语法元素及其参数的限制。AVS的基准档次（Jizhun profile）和四个级别（4.0、4.2、6.0和6.2）旨在覆盖从高清到标清的数字电视广播、数字存储媒体等应用场景，支持的最大图像分辨率可达1920×1080，最大比特率可至10Mbit/s。 总结来说，AVS视频编码标准是中国自主研发的、旨在降低专利依赖并提高编码效率的编码方案，它在保持与国际标准相当性能的同时，简化了实现过程，并考虑了不同业务需求的灵活性。与MPEG标准相比，AVS在技术上有其独特优势，特别是在优化技术和适应性方面。