GDJ 022-2008 移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法.pdf

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1、 GD/ J 022 - 200 8 国家广播电影电视总局 科技司 发布 移动多媒体广播音视频编码器 技术要求和 测量方法 中华人民共和国广播电影电视行业 暂行技术文件 I 目 次 前言 .II 1 范围 .1 2 规范性引用文件 .1 3 术语、定义、符号和缩略语 .1 3.1 术语和定义.1 3.2 缩略语.1 4 概述 .2 5 技术要求 .3 5.1 一般要求.3 5.2 接口要求.3 5.3 功能要求.3 5.4 性能要求.4 6 测量方法 .5 6.1 标准符合性测试.5 6.2 配置管理功能测试.6 6.3 性能要求测试.6 6.4 码率波动测试.7 6.5 电视广播编码器延时测

2、试.7 6.6 声音广播编码器延时测试.7 6.7 图像质量主观评价.8 6.8 声音质量主观评价.8 II 前 言 本技术文件规范移动多媒体广播系统中音视频编码器的技术要求，并规定了相关的测量方法。 本技术文件由国家广播电影电视总局科技司归口。 本技术文件起草单位：国家广播电影电视总局广播科学研究院、中兴通讯股份有限公司、数维科技（北京）有限公司。 本技术文件主要起草人：郭晓强、付光涛、胡军、王东飞、吴敏、李小雨、饶丰、张建强、王标、王宁、陈秋蕊、郑楚升、伦继好。移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法 1 1 范围 本技术文件规定了移动多媒体广播音视频编码器的技术要求与测量方法。对于能

3、够确保同样测量不确定度的任何等效方法也可以采用，有争议时应以本技术文件为准。 本技术文件适用于通过卫星和/或地面无线发射视频、音频、数据信息等多媒体信号的移动多媒体广播系统的音视频编码器的设计、生产、使用、运行和维护。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本技术文件的引用而成为本技术文件的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本技术文件，然而，鼓励根据本技术文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本技术文件。 GB/T 14857-93 演播室数字电视编码参数规范 GB/T 20090.2 信

4、息技术 先进音视频编码 第2部分：视频 GY/T 156-2000 演播室数字音频参数 GY/T 220.2-2006 移动多媒体广播 第2部分：复用 GY/Z 234-2008 移动多媒体广播复用实施指南 SJ/T 113682006 多声道数字音频编解码技术规范 ISO/IEC 14496-3 Information technology Coding of audio-visual o bjects Part 3: Audio ISO/IEC 14496-10 Information technology Coding of audio-visual objects Part 10: A

5、dvanced Video Coding ITU-R BS.1534-1 Method for the subjective assessment of intermediate quality level of coding systems ITU-R BT.1788 Methodology for the subjective assessment of video quality in multimedia applications IETF RFC 3016 RTP Payload Format for MPEG-4 Audio/Visual Streams IETF RFC 3984

6、 RTP Payload Format for H.264 Video 3 术语、定义、符号和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语和定义适用于本技术文件。 3.1.1 类 profile 音视频压缩编码标准规定的语法、语义及算法的子集。 3.1.2 级 level 在某一个类下对语法元素和语法元素参数值的限定集合。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本技术文件。 AAC （Advanced Audio Coding） 先进音频编码 AES/EBU (Audio Engineering Society/European Broadcast Union) 音频工程师协会/欧洲广播 联盟 移动多媒体广

7、播 音视频编码器技术要求和 测量方法 移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法 2 CBR （Constant Bit Rate） 定码率 HE-AAC （High Efficiency Advanced Audio Coding） 高效的先进音频编码 MUSHRA （Multi Stimulus test with Hidden Reference and Anchor) 隐藏参考和基准的多刺激法 PPS （Picture Parameter Set） 图像参数集 RJ45 （Registered Jack-Type 45） 双绞线电缆连接的物理接口 RTCP （RTP Control

8、Protocol） 实时传输控制协议 RTP （Real Time Transport Protocol） 实时传输协议 SAMVIQ （Subjective Assessment Methodology for Video Quality） 视频质量主观评价方法 SPS （Sequence Parameter Set） 序列参数集 SR （Sender Report） 发送者报文 4 概述 移动多媒体广播音视频编码器对输入的音视频数据进行压缩编码，分为用于电视节目压缩的编码器（简称电视广播编码器）和用于声音广播压缩的编码器（简称声音广播编码器）。 电视广播编码器具备格式转换、视频压缩、音频压

9、缩、RTP封装、网管、本地配置等功能，见图1。 声音广播编码器具备音频压缩、RTP封装、网管、本地配置等功能，见图2。 图1 移动多媒体广播电视广播编码器功能框图 图2 移动多媒体广播声音广播编码器功能框图 移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法 3 5 技术要求 5.1 一般要求 5.1.1 环境条件 5.1.1.1 环境温度 工作环境温度：050； 运输和储存环境温度：-2060。 5.1.1.2 相对湿度 正常工作：90%（20）； 允许工作：95%（无结露）。 5.1.1.3 大气压力 正常工作：86kPa106kPa。 5.1.2 工作电压 电压幅度：198V242V AC；

10、电压频率：50Hz 3Hz。 5.2 接口要求 5.2.1 电视广播编码器 输入接口： a) 图像：SDI接口，BNC头，阴性，输入阻抗为75欧； b) 声音：AES/EBU接口，卡侬头（XLR）， 阴性，输入阻抗为110欧； 输出接口： 压缩码流输出：采用100Mbps或1000Mbps以太网口，物理接口为RJ45； 远程配置管理接口： 网络控制：采用100Mbps或1000Mbps以太网口，物理接口为RJ45。 5.2.2 声音广播编码器 输入接口： 声音：AES/EBU接口，卡侬头（XLR）， 阴性，输入阻抗为110欧； 输出接口： 压缩码流输出：采用100Mbps或1000Mbps以太

11、网口，物理接口为RJ45； 远程配置管理接口： 网络控制：采用100Mbps或1000Mbps以太网口，物理接口为RJ45。 5.3 功能要求 5.3.1 输入格式 图像输入格式应符合标准GB/T 14857-93，声音输入格式应符合标准GY/T 156-2000。 5.3.2 视频压缩 电视广播编码器的视频压缩应支持以下标准之一： a) GB/T 20090.2，限定为级2.0； b) ISO/IEC 14496-10，限定为基本类，支持的级见表1。 表1 支持的类/级要求 类 级 基本 1 基本 1b 移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法 4 表 1 支持的类/级要求（续） 类 级

12、 基本 1.1 基本 1.2 基本 1.3 基本 2（可选） 5.3.3 音频压缩 电视广播编码器的音频压缩应支持以下两种标准： a) ISO/IEC 14496-3，支持的类包括AAC、HE-AAC，HE-AAC v2为可选； b) SJ/T 11368-2006（可选）。 声音广播编码器的音频压缩应支持 SJ/T 11368-2006。 5.3.4 RTP 封装/RTCP 压缩的音/视频码流采用 RTP 格式封装： a) ISO/IEC 14496-10压缩的码流封装格式符合IETF RFC3984； b) ISO/IEC 14496-3压缩的码流封装格式符合IETF RFC3016； c

13、) SJ/T 11368-2006压缩的码流封装格式符合GY/Z 234-2008附录A。 RTCP 包必须定期发送 SR 报文，发送时间间隔应小于 2 秒。 5.3.5 配置管理 通过本地配置模块和网管模块提供配置管理功能。 本地配置至少应支持如下功能： a) 通过面板配置编码器的IP地址。 b) 通过本机液晶屏显示编码器运行状态。 网管系统至少应支持如下功能： a) 可通过网络配置音视频编码参数、输入输出参数等，见表2。 表2 配置参数表 配置项目 配置参数 图像分辨率 帧率 码率 视频编码 I帧间隔 采样率 声道数 音频编码 码率 目的IP地址（支持单播与组播） 输出 目的端口 b) 可

14、通过网络查询编码器运行状态。 5.4 性能要求 5.4.1 视频压缩 a) 帧率 支持 25 帧/秒，其它帧率可选。 移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法 5 b) 图像分辨率 支持 CIF（352x288）、 QVGA（320x240）、 QCIF(176x144)，其他分辨率可选。 c) 码率 支持 128kbps768kbps，CBR。 d) 帧内预测 支持全部帧内预测。 e) 帧间预测 支持 1616、168、816、88 块的帧间预测； 支持 1/4 象素精度； 支持多参考帧预测。 f) 其他视频压缩参数 要求编码输出的 ISO/IEC 14496-10 码流中，每个 I 帧

15、前必须带有 SPS 与 PPS 字段。 g) 图像主观质量 编码后的图像（被评价对象）主观评价为 80 分（100 分制）以上，采用 ITU-R BT.1788 规定的 SAMVIQ方法测试。 5.4.2 音频压缩 a) 声道 支持单声道、立体声。 b) 采样率 支持 48kHz、44.1kHz、32kHz，其它采样率可选。 c) 码率 ISO/IEC 14496-3 音频压缩码率支持 32kbps128kbps； SJ/T 11368-2006 音频压缩码率支持 64kbps128kbps。 d) 声音质量 编码后的声音（被评价对象）主观评价为 80 分（100 分制）以上，采用 ITU-R

16、 BS.1534-1 中规定的 MUSHRA 方法测试。 5.4.3 延时与码率波动 a) 电视广播输出音视频压缩码流的码率波动在5%以内； b) 电视广播编码器的编码延时不大于2s； c) 声音广播编码器的编码延时不大于200ms； 声音广播编码器的延时长度可设置（可选）。 6 测量方法 6.1 标准符合性测试 6.1.1 电视广播编码器 图 3 电视广播编码器测量框图 a) 如图3所示连接测量系统； b) 配置音视频源输出的视频和音频参数，将音视频数据输入到电视广播编码器； 移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法 6 c) 配置电视广播编码器的编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编

17、码； d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否符合5.3.4的RTP封装规定、5.3.2的视频压缩规定、5.3.3的音频压缩规定。 6.1.2 声音广播编码器 图 4 声音广播编码器测量框图 a) 如图4所示连接测量系统； b) 配置音频源输出音频参数，将音频数据输入到声音广播编码器； c) 配置声音广播编码器的编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编码； d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否符合5.3.4的RTP封装规定、5.3.3的音频压缩规定。 6.2 配置管理功能测试 6.2.1 电视广播编码器 a) 如图3所示连接测量系统； b

18、) 配置音视频源输出的视频和音频参数，将音视频数据输入到电视广播编码器； c) 按照表2给出的配置项对电视广播编码器逐项配置； d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否配置成功； e) 选择不同的配置参数，重复c、d步骤。 6.2.2 声音广播编码器 a) 如图4所示连接测量系统； b) 配置音频源输出音频参数，将音频数据输入到声音广播编码器； c) 按照表2给出的配置项对声音广播编码器逐项配置； d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否配置成功； e) 选择不同的配置参数，重复c、d步骤。 6.3 性能要求测试 6.3.1 电视广播编码器

19、a) 如图3所示连接测量系统； b) 配置音视频源输出的视频和音频参数，将音视频数据输入到电视广播编码器； c) 按照5.4.1的要求配置电视广播编码器的帧率、图像分辨率、码率、声道、采样率、码率； d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否符合5.4.1规定的帧率、图像分辨率、码率、帧内预测、帧间预测以及其他压缩参数，是否符合5.4.2规定的音频采样率、声道、码率； e) 选择不同的图像分辨率、码率，选择不同的音频采样率、声道、码率，重复c、d步骤。 6.3.2 声音广播编码器 a) 如图4所示连接测量系统； b) 配置音频源输出的音频参数，将音频数据输入到声音广播编

20、码器； c) 按照5.4.2的要求配置声音广播编码器的采样率、声道、码率； 移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法 7 d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否符合5.4.2规定的音频采样率、声道、码率； e) 选择不同的音频采样率、声道、码率，重复c、d步骤。 6.4 码率波动测试 6.4.1 电视广播编码器 a) 如图3所示连接测量系统； b) 配置音视频源输出的视频和音频参数，将音视频数据输入到电视广播编码器； c) 配置电视广播编码器的编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编码； d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行采集，解析出音视频压缩数据，统计每

21、秒钟收到的音视频数据量，与设定的速率进行比较，计算出每秒钟的波动，取一定时间内的最大值，即为码率波动。 6.4.2 声音广播编码器 a) 如图4所示连接测量系统 b) 配置音频源输出的音频参数，将音频数据输入到声音广播编码器； c) 配置声音广播编码器编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编码； d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行采集，解析出音频压缩数据，统计每秒钟收到的音频数据量，与设定的速率进行比较，计算出每秒钟的波动，取一定时间内的最大值，即为码率波动。 6.5 电视广播编码器延时测试 图5 电视广播编码器延时测量框图 a) 如图5所示连接测量系统； b) 配置音视频源输出的视频和

22、音频参数，将音视频数据源输入到电视广播编码器； c) 配置电视广播编码器的编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编码； d) 配置解码器参数，正确进行解码与显示； e) 校正解码器延时； f) 解码显示的图像与原始图像之间的时间差值为t1，解码延时为t2，则电视广播编码器的延时为t=t1-t2； 6.6 声音广播编码器延时测试 图6 声音广播编码器延时测量框图 a) 如图6所示连接测量系统； b) 配置音频源输出的音频参数，将音频数据源输入到声音广播编码器； c) 配置声音广播编码器的编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编码； 移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法 8 d) 配置解码器参数，正确进行解码与波形显示； e) 校正解码器延时； f) 解码输出的音频波形与音频源输出的音频波形的时间差值t1，解码延时为t2，则声音广播编码器的延时为t=t1-t2。 6.7 图像质量主观评价 a) 录制编码器输出的数据； b) 按照ITU-R BT.1788的SAMVIQ规定： 制作测试序列； 进行主观评价； 打分，打分范围0100； c) 计算图像质量主观评价的结果。 6.8 声音质量主观评价 a) 录制编码器输出的数据； b) 按照ITU-R BS.1534-1的MUSHRA规定： 制作测试序列； 进行主观评价； 打分，打分范围0100； c) 计算声音质量主观评价的结果。