京东云视频云全面支持AVS2标准
一、概述
数字音视频编解码技术标准(AVS)工作组由国家原信息产业部科学技术司于2002年6月批准成立,目标是制定我国自有的音视频编解码标准。至今已有两代AVS标准正式发布并成为国家标准,目前第三代标准AVS3正在制定中。AVS2属于第二代AVS标准,相关测试表明,AVS2的压缩效率比上一代标准AVS+和H.264/AVC提高了一倍,且超过国际同类型标准HEVC/H.265。AVS2还支持三维视频、多视角和虚拟现实视频的高效编码,立体声、多声道音频的高效有损及无损编码,监控视频的高效编码,面向三网融合的新型媒体服务等。
凭借在视频编码领域的深耕和积累,目前京东云视频直播/点播产品均已支持AVS2标准,成为国内仅有的几家支持直播、点播AVS2标准的公有云厂商之一。
二、技术实现
AVS2采用了混合编码框架,整个编码过程包括帧内预测、帧间预测、变换量化、反量化反变换、环路滤波和熵编码等模块,AVS2和HEVC相对于源图像质量下降分别为2.9%和3.0%。对于超高清4K视频,在相同码率条件下,AVS2比HEVC的平均主观质量略优。
推拉流基本流程
FLV AVS2扩展说明:
FLV规范不支持AVS2,FFmpeg对FLV的AVS2编解码算法CodecID没有定义支持。京东视频云通过增加ffmpeg支持封装/解封AVS2标准的补丁,并进行了一些列优化,新增AVS2的CodecID为0xE,以及AVS2 sequence header定义。
sequence_header() {uint32_t profile_id; /* profile ID, davs2_profile_id_e */uint32_t level_id; /* level ID */uint32_t progressive; /* progressive sequence (0: interlace, 1: progressive) */uint32_t width; /* image width */uint32_t height; /* image height */uint32_t chroma_format; /* chroma format(1: 4:2:0, 2: 4:2:2) */uint32_t aspect_ratio; /* 2: 4:3, 3: 16:9 */uint32_t low_delay; /* low delay */uint32_t bitrate; /* bitrate (bps) */uint32_t internal_bit_depth; /* internal sample bit depth */uint32_t output_bit_depth; /* output sample bit depth */uint32_t bytes_per_sample; /* bytes per sample */float frame_rate; /* frame rate */uint32_t frame_rate_id; /* frame rate code, mpeg12 [1...8] */
};
FLV AVS2扩展示例
HLS AVS2扩展说明:
TS新增AVS2的stream_type=0xD2,stream_id=0xE0
AVS2码流结构:
AVS2的码流结构由包含起始码的视频序列组成,视频帧slice type包含I、P、B在内的六种类型,如下:
slice type {AVS2_I_SLICE = 0, /* slice type: I frame */AVS2_P_SLICE = 1, /* slice type: P frame */AVS2_B_SLICE = 2, /* slice type: B frame */AVS2_G_SLICE = 3, /* AVS2 type: G frame */AVS2_F_SLICE = 4, /* slice type: F frame */AVS2_S_SLICE = 5, /* AVS2 type: S frame */AVS2_GB_SLICE = 6, /* AVS2 type: GB frame*/
};
start code {SC_SEQUENCE_HEADER = 0xB0, /* sequence header start code */SC_SEQUENCE_END = 0xB1, /* sequence end start code */SC_USER_DATA = 0xB2, /* user data start code */SC_INTRA_PICTURE = 0xB3, /* intra picture start code */SC_EXTENSION = 0xB5, /* extension start code */SC_INTER_PICTURE = 0xB6, /* inter picture start code */SC_VIDEO_EDIT_CODE = 0xB7, /* video edit start code */SC_SLICE_CODE_MIN = 0x00, /* min slice start code */SC_SLICE_CODE_MAX = 0x8F /* max slice start code */
};
video_sequence() {do {sequence_header();extension_and_user_data(0);do {if (next_bits(32) == intra_picture_start_code )intra_picture_header()elseinter_picture_header()extension_and_user_date(1)picture_data()} while(next_bits(32) == inter_picture_start_code() || next_bits(32) == intra_picture_start_code ))if (next_bits(32) == video_sequence_end_code)video_sequence_end_codeif (net_bits(32) == video_edit_code)video_edit_code}
}
在视频点播方面,AVS2能高效提升编码效率,FFmpeg对AVS标准容器格式MKV/MP4等还不支持。目前在视频处理层面,京东云视频点播已支持AVS2相关的转码等媒体处理。
主流编码速度对比
相同的编码速率,AVS2大概比x265的编码效率高10%~30%;同样在相同的编码效率下, AVS2比x265的编码速率快3~10倍。
AVS2与HEVC平均主观质量对比
相同码率条件下,AVS2与HEVC的平均主观质量基本一致。
三、AVS2编码效果
未来,京东云视频云将持续推进AVS系列等视频相关标准的深度优化以及商业化应用,为客户降本增效,同时提升用户体验,并努力打造围绕视频的场景化解决方案,以期能与客户及生态合作伙伴建立更深入的合作。
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