SVAC理论知识

Posted 2021-03-18 bing-newyearday

SVAC标准是视频编码的三大协议（H264/AVC、H265/HEVC）之一,于2011年5月1日实施，具有我国自主知识产权的、专门应用于安全防范视频监控技术领域的数字音视频编解码技术标准。

一、SVAC主要技术特点

       1、视频适应宽动态范围，支持8bit~12bit的视频数据，保留更多图像细节。

       2、支持多样化的帧内及帧间预测、变换量化、二进制算术编码等，以获得更好的图像质量和更高的编码效率。

       3、支持ROI感兴趣编码和SVC可伸缩性视频编码。在传输网络带宽及数据存储空间有限的情况下，优先保证ROI图像质量，SVC编码用于满足不同的传输网络环境视频数据的传输。

       4、支持声音识别特征参数编码，避免编码失真对语音识别和声纹识别的影响。

       5、加强数据安全保护，完善了安全参数集，支持视频数据加密、认证功能。

 

二、图像空间分割

  2.1 编码片的划分

    一幅图像可能有一个编码片，也可能有多个编码片。编码片（Tile）由一系列的树形编码单元（CTU）组成。树形编码单元为编码的基本单元包含一个亮度阵列和两个色度阵列。注意：CTU及CTU内部像素的遍历是按照光栅扫描的方式进行的。

  在码流中，图像中所有Tile应该按照光栅扫描的顺序进行传输，每个Tile中的CTU也按照在Tile中的光栅扫描顺序进行传输。

2.2 树形编码单元的划分

    树形编码单元（CTU）可进一步划分为预测单元（PU）、变换单元（TU）。注意CTU与CTU之间没有重叠部分，且CTU左上角的像素样点不应超出图像边界，但右下角的像素样点可超出图像边界。一般情况下，CTU的尺寸是64x64。树形编码单元可划分一个或多个预测单元（PU），每级的2Nx2N尺寸的预测单元可进一步划分为2Nx2N、NxN、2NxN、Nx2N等四种模式。编码树的划分方式如下图所示。

 编码树划分方式

     预测单元是帧内预测和帧间预测的基本单元。预测单元又可进一步划分为一个或多个变换单元。变换单元是进行变换/量化的基本单元。变换单元共有四种尺寸：32x32、16x16、8x8、4x4。

     如果是帧间预测，预测块尺寸与预测单元相同；若是帧内预测，预测单元可以进一步划分为多个相同尺寸的预测块，每个预测单元对应一个变换单元。当预测单元小于等于64x64时预测块及其对应的变换单元依据从左到右，从上到下的光栅扫描顺序；当预测单元大于64x64时，先将预测单元以64x64为单位按光栅扫描进一步划分，然后在每一个64x64尺寸大小内部，预测块及其对应的变换单元也按照光栅扫描的顺序依次扫描。

三、视频解码

    视频解码器接收编码比特流，对图像中的树形编码单元，经熵解码、逆扫描、反量化及反变换产生一组残差数据D‘，并根据码流中的信息通过帧内预测或帧间预测得到预测数据PRED，预测数据与残差数据通过计算可生成重建后的图像F’。重建后的图像经过去块效应滤波、样点自适应补偿（SAO）、样点滤波补偿（ALF）后得到最终生成的解码图像。如下图所示。

                                                                               解码流程图

    编码视频序列中可能解码出以下三种图像：帧内解码图像（I图像），即时解码刷新图像（IDR图像），帧间解码图像。符合SVAC标准的I图像同时为IDR图像。IDR图像解码后，解码顺序上所有后续编码图像均不用很据任何在该IDR图像之前解码出的图像来进行帧间预测编码。注意：每个编码序列的第一幅图像为IDR图像。帧内解码图像和帧间解码的图像都可以作为参考图像供后续图像应用。

2020-01-04  17:50:37