GB T 20090.5-2012 信息技术.先进音视频编码.第5部分：参考软件.pdf

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1、GB ICS 35.040 L 71 中华人民共和国国家标准GB/T 20090.5-2012 回瞌信息技术先进音视频编码第5部分:参考软件Information technology-Advanced coding of audio and video一Part 5: Reference software 2013-06-01实施2012-12-31发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会Jr吟叫, G/T 20090.5-2012 目次前言. . . . III 引言.N 1 范围-2 规范性引用文件3 缩略语14 视频参考软件附录A(资料性附录)编码软件.附

2、录B(资料性附录)视频参考软件使用详细说明. 3 I GB/T 20090.5-2012 目。吕GBjT 20090(信息技术先进音视频编码分为以下9个部分:第1部分:系统;第2部分:视频;一一第3部分:音频;一一一第4部分z符合性测试;二第5部分:参考软件;一一第6部分:数字媒体版权管理;一一第7部分:移动视频;一第8部分:在IP网络上传输AVS;一一第9部分:AVS文件格式。本部分为GBjT20090的第5部分。本部分按照GBjT1. 1-2009给出的规则起草。本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。本部分由全国信息技术标准化技术委员会CSACjTC28)归口。本部分起草单位:中国科学

3、院计算技术研究所、清华大学、浙江大学、华中科技大学、北京工业大学、中山大学、华为技术有限公司、上海广电(集团)有限公司中央研究院、上海龙晶微电子有限公司、北京长信嘉信息技术有限公司、中国电子技术标准化研究所。本部分主要起草人:高文、黄铁军、吴枫、何芸、虞露、梁凡、赵海武、马思伟、吕岩、李国平、张志明、沈燕飞、周敏华、贾云卫、郭红星、熊联欢、王强、王智鸣、陈建文、委剑、张凯、张莉、赵德斌、委东升。m山GB/T 20090.5-2012 引GB/T 20090的第1、第2、第3等部分定义了系统和音视频信息的编码表示，而本部分包含了GB/T 20090第2、第3等部分所定义的工具集的模拟软件。该软件

4、由在标准的制定过程中的一系列验证模型演变而来。因为一个工具的接受与加入到参考软件中会存在一个延迟，因此GB/T20090的其他部分所定义的工具可能没有包含在该参考软件中。当编码软件存在时，需要注意的是这些编码器仅仅支持规定性语法元素所产生的码流。这些编码器的性能并不能作为衡量质量和计算复杂度优化程度的标准二同吨，编码端的工具并没有在本部分给、本部分目前仅针对tr2QO!二2006，定义了满足G快290讪2006规定要求的参考软件。N 本部a) 基本流解码软件在第4章中给出定义。本软件接收符合GB/T206队2斗。06的编码基本件是定性为/不同的实现方式也可以产生同样的结果、一一整个参考软件之所

5、以被认为是规定性,/ 、的，是因为它可以正确地实现;B/TZ0090. 2一2006中所描述的解码过程。b) 基本流编码软件在附录A中给出定义。该软件根据相应的媒体格式(视频)产生基本流，即视频基本流。该软件辅码器提供了一种方法，用以获得符合GB(TZOQ90. 2-2006规定语法的基本流。本部分没有规定编码技术，同时本部分棒供的这也编码软件、的质量和复杂度也是未/一经优化的叭/ I c) 参考软件附详细使用说明在附录B中给出定义。软件可以根据附录指明的配茸方式产生符合不飞编码条件的自流。/扩扩 _ 1 范围信息技术先进音视频编码第5部分:参考软件GB/T 20090.5-2012 GB/T

6、 20090的本部分规定了满足GB/T20090. 2规定要求的参考软件。这是因为任何符合标准的软件的实现，包括采用同一符合标准的编码比特流以及相同的文件输出格式，都会输出相同的文件。符合GB/T20090. 2的实现不一定严格遵循参考软件的算法或者编程技术。解码软件不能超出GB/T 20090. 2的技术描述文本。本部分适用于数字电视广播、交互式存储媒体、直播卫星视频业务、多媒体邮件、分组网络的多媒体业务、实时通信业务、远程视频监控等应用系统的参考软件实现。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新

7、版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 20090. 22006信息技术先进音视频编码第2部分:视频3 缩略语下列缩略语适用于本文件。CBR:恒定比特率CConstantBit Rate) VBR:可变比特率CVariableBit Rate) 4 视频参考软件本部分给出的参考软件是按照GB/T20090. 22006的要求而编制的。本部分所给出的文件位置是相对于参考软件根目录而言。位置ldecodsrc 说明本软件使用C语言1 GB/T 20090.5-2012 附录(资料性附录)编码软件A 说明本软件使用C语言视频编码器位置lencodsrc A.1 / / / / f / / /

8、 / / / -叭叭叭二, -飞飞飞飞飞飞飞飞2 附录B(资料性附录)视频参考软件使用详细说明B.1 软件的编译B. 1. 1 在Windows环境下使用VisualStudio 6. 0编译软件包中提供VC6.0工作区文件:rm.dsw，其中包含如下两个工程:lencod参考软件编码器。ldecod参考软件解码器。GB/T 20090.5-2012 可以选择所需要的工程在Debug或Release模式下进行编译，生成的二进制执行文件位于Bin目录下。B. 1.2 在Unix环境下使用gcc编译编译编码器时，进入lencod目录，输入make。编译解码器时，进入ldecod目录，输入make。

9、生成的二进制执行文件位于Bin目录下。B.2 编码器使用说明本章对RM参考软件提供一个详细的使用说明。B.2.1 编码器语法格式lencod -f config. cfgJ -p EncParaml=EncValuelJ. -p EncParamM=EncValueMJ -f config. cfgJ 使用config.cfg作为配置参数输入文件。-p EncParaml=EncValuell. -p EncParamM=EncValueMJ 重新设定配置参数EncParamN的值为EncValueN，该值将取代配置参数输入文件中的原有置。Nl岛的。在B.2. 3 中将给出配置参数的详细说明。

10、B.2.2 编码器的输出信息编码器运行时，会向标准输出流(默认为屏幕)上打印已经完成编码各帧的统计信息;编码全部完成后，还会打印总结信息。一个典型的编码器输出结果如下:3 G/T 20090.5-2012 4 Parsing Configfile bin encoder. cfg. . . . . . . . . . . Input YUV file Output A VS bitstream Output YUV file Output log file : D: videosequencesfootball_cif一30.yuvOutput statistcs file : test. a

11、vs : test_rec. yuv : log. dat : stat. dat Frame Bit/ pic QP Snr Y Sequence Header SnrU SnrV Time(ms) FRM/FLD IntraMBs 。(1)201096 28 39.0423 42.7047 43.1665 3(P) 111968 28 38. 2125 42. 4952 43. 2607 1(B) 58848 28 37.6552 42.7308 43.2848 2(B) 65080 2837.6229 42.5966 43.2803 6(P) 126280 28 38. 2584 42.

12、4799 43.2244 4(B) 73592 28 37.6571 42.571843.3330 5(B) 76280 28 37.5727 42.4056 43.3606 Freq. for encoded bitstream Hadamard transform Image format : 10 : Used ! 352x288 : Off Error robustness Search range : 32 No of ref. frames used in P pred : 2 No of ref. frames used in B pred : 2 Total encoding

13、time for the seq. : 8.517 sec 610 FRM 938 FRM 1421 FRM 1422 FRM 1266 FR如41422 FR民41438 FRM Sequence type : IBBPBBP (QP: 1 28 , P 28 , B 28) Entropy coding method : VLC RD-optimized mode decision : used - Average data all frames : 38.00 : 42.57 : 43.27 113 140 SNR Y(dB) SNR U(dB) SNR V(dB) Total bits

14、 Bit rate (kbit/s) 30.00 Hz : 713144 (l 201096 ,P 238248 ,B 273800) : 3056.33 Bits to avoid Startcode Emulation : 0 Bits for parameter sets : 0 Exit RM 5 encoder ver 5. 2j GB/T 20090.5-2012 各帧统计信息说明如表B.L表B.1 各帧统计信息说明名称格式说明Frame %3d (Type) 该帧在输入视频序列中的序号及编码类型Bit/pic %8d 该帧分配的比特数QP %4d 该帧的QP值SnrY %7.4f

15、 亮度的PSNR值SnrU %7.4f 色度U分量的PSNR值SnrV %7.4f 色度V分量的PSNR值Time(ms) %5d 该帧总的编码时间Frm/Fld FLDIFRM 图像编码方式帧或场)IntraMBs %3d 按lntra方式编码的宏块个数B. 2. 3 编码器配置参数配置参数可以在配置参数输入文件中给定，也可以由-p命令指定，参见B.2.L B. 2. 3.1 文件输入输出参数B. 2. 3. 1. 1 InputFile 类别:文本。描述:输入的视频序列文件名。说明:目前软件只支持单一格式的视频序列文件，也就是说，所有帧和YUV分量必须位于同一个文件。示例:lencod.

16、exe -p InputFile= d: seq football_l 76x144_15. yuv B. 2. 3. 1. 2 InputHeaderLength 类别z正整数。描述:以字节为单位表明输入视频序列文件的文件头长度。说明:对大多数视频序列文件来说此值为0。B. 2. 3. 1.3 FramesToBeEncoded 类别:正整数。描述:定义需要编码的I帧与P帧总数。说明:如果使用了B帧，则FrarneToBeEncoded的计算公式如下zFrarnesToBeEncoded = int( (总的编码帧数-1)/ ( NurnberBFrarnes + 1 )十1。示例1:IPP

17、P编码模式，总共编10帧。lencod. exe而pFramesToBeEncoded=lO -p NumberBFrames=O 5 GB/T 20090.5-2012 示例2:IBBP编码模式，总共编10帧。lencod. exe -p FramesToBeEncoded=4 -p FrameSkip=2 -p NumberBFrames=2 B. 2. 3. 1. 4 SOllrceWidth,SollrceHeight 类别:正整数。描述:定义了视频序列一帧图像亮度以像素为单位的宽度与高度。B. 2.3. 1. 5 TraceFile 类别:文本。描述:指定Trace文件的文件名。说明

18、:Trace文件记录编码过程中的信息，用于调试。B. 2. 3. 1.6 ReconFile 类别:文本。描述:制定重建图像视频序列文件的文件名。B. 2. 3. 1. 7 OlltplltFile 类别:文本。描述:指定输出的AVS码流文件的文件名。示例:lencod. exe -p InputFile= d: seqfootball_176x144_15. yuv OutputFle= football. avs B. 2. 3. 1.8 FrameRate 类别z正整数。-p 描述:指定输入视频序列的帧率。参考软件支持8种帧率，它们与FrameRate的对应关系见表B.2。表B.2 Fr

19、ameRate与帧率的对应关系FrameRate 帧率(帧/s)1 24 000/1 001 2 24 3 25 4 30 000/1 001 5 30 6 50 7 60 000/1 001 8 60 6 GB/T 20090.5-2012 B. 2. 3. 1. 9 ChromaFormat 类别:整数。描述:指定输入视频序列的亮度色度格式。ChromaFormat=1为4: 2 : 0模式;ChromaFormat= 2为4: 2 : 2模式。说明:参考软件目前仅支持4: 2 : 0模式。B.2.3.2 编码器控制参数B. 2. 3. 2. 1 ProfileID 类别:整数。/描述:定

20、义编码器所使甭岳次，32为基准档次。/ / 说明:目前参考软件仅支持基准档次。/;7 / B. 2. 3. 2. 类别描述:啡时所使用级别川D与级别的对应关系Leve/ lID 1 包 32 34 川、6y 66 表B.3LevelID与级别的东 / / / / / 档次.o 、40 4, 2 /0 / / /队2/!/;liL:严/剧， - _ 丢人 现的周期卢帧不计。若其值为(，则除第一帧外牙出现I帧。lencod. exe伊pFramesToBeEncoded=5 -p FrameSkip=2 -p NumberBFrames=2 -p IntraPeriod=2 B. 2. 3. 2.

21、 4 VECPeriod 类别:整数。描述:定义videoedit code出现的周期，以IntraPeriod为单位，也就是说，videoedit code只在I帧前面出现。如果VECPeriod=O，则videoedi t code不出现。参见B.2.3.2. 5。B. 2. 3. 2. 5 SeqHeaderPeriod 类别:整数。描述:定义序列头出现的周期，以Ir山aPeriod为单位。也就是说，序列头只在I帧前面出现。如果GB/T 20090.5-2012 SeqHeaderPeriod=O，则序列头只在第个I帧前面出现。说明:IntraPeriod=O时SeqHeaderPeri

22、od必须为0。示例z编码此结构的码流Ch)IBBPBBIBBPBBCh)! , Ch)为序列头。lencod. exe -p Fram臼BeEncoded=5-p FrameSkip=2 -p NumberBFrames=2 -p IntraPeriod=2 -p S吨HeaderPeriod=2B. 2. 3. 2. 6 QPFirstFrame 类别=整数。描述:指定所有I条带中所用QP值。说明:此值范围为0，63J。B. 2. 3. 2. 7 QPRemainingFrame 类别:整数。描述:指定所有P条带中所用QP值。说明:此值范围为0，63J。B. 2. 3. 2. 8 QPBPi

23、cture 类别:整数。描述:指定所有B条带中所用QP值。说明:此值范围为0，63J。B. 2. 3. 2. 9 UseHadamard 类别:整数。描述:指定在运动估计中亚像素搜索时是否使用Hadmard变换。UseHadamard= 0则不使用，否则使用。B. 2. 3. 2. 10 SearchRange 类别z整数。描述:指定运动估计中的搜索范围。B. 2. 3. 2. 11 NumherReferenceFrames 类别:正整数。描述:参考帧的个数，用于B条带和P条带。说明:此值的范围为1，2J。B. 2. 3. 2. 12 InterSearch 16 x 16 , InterS

24、earch 16 x 8 , InterSearch8 x 16 , InterSearch8 x 8 类别z整数。描述:是否使用16X 16 , 16 X 8, 8X 16，8X8的宏块划分模式。为1则使用，为0则不使用。B. 2. 3. 2. 13 FrameSkip 8 类别:整数。描述z指定相邻两个I帧或P帧之间从输入视频序列中跳过的帧数。此值为0则输入视频序列的各帧顺序被编码为I帧或P帧。参见B.2. 3. 1. 3及B.2.3.2.14。GB/T 20090.5-2012 说明:此值不小于NumberBFrames。示例:每隔一帧编码一帧。lencod. exep FramesTo

25、BeEncoded= 5 -p FrameSkip= 1 B. 2. 3. 2. 14 NumberBFrames 类别:整数。描述:指定相邻两个I帧或P帧之间插入B帧的个数。参见B.2. 3. 1. 3及B.2. 3. 2. 13。此值为0则不存在B帧。说明:此值不大于FrameSkip。B. 2. 3. 2.1 类别:描述-3.2. 类别:描述:指定是台夫同材、路源在走。此值为O使用外畸掘肢，台则天同外蹄掘肢。 B. 2. 3. 2. 11 LoopFilterParameter / 类别t整数/ 描述z指定是否使用默认环路滤波参数。此值为0使用默认环路滤波兰主数，否则应明确给定环路滤波参

26、数，参见B.2. 3. 2.180汀fB. 2. 3. 2. 1旧8 ILJ OJpF耐F盯i山It町erAlp曲ha础Offset回则et，L剧oopl卢FiIt饺er卤曲B勘刷etalOf的fs叫E/ / 类别z整数。/ / / / beta_offset语法拉素。/说PiI:* pFilr:P刊为00 B. 2. 3. 2. 19 Number()(RowsntS!ice /卢/飞、-二/三/子/类别:酬。飞、二二之/描述:指定每个条带包含的宏块行数。为0则一个条带就是J帧。说明:此值不能超过一个编码图像的最大宏块行数。B. 2. 3. 2. 20 WeightEoable 类别:整数。

27、描述:指定是否使用加权预测。此值为1使用加权预测，否则不用。B.2.3.3 隔行逐行扫描处理参数B. 2. 3. 3. 1 Progressive_frame 类别:整数。描述:此值指定标准中的picture_structure语法元素。说明:如果此值为1，则10ter laceCodingOption必须为0。9 GB/T 20090.5-2012 B. 2. 3. 3. 2 InterlaceCodingOption 类别:整数。描述:指定编码方式。此值为0采用逐行编码;为1采用隔行编码;为2采用逐行隔行自适应(PAFF)编码。B. 2. 3.3.3 repeat_first_field

28、类别:整数。描述:此值指定标准中的repeat_first_field语法元素。B. 2. 3. 3. 4 top_field_first 类别:整数。描述:此值指定标准中的top_field_first语法元素。B.2.3.4 码率控制参数B. 2. 3. 4. 1 RateControlEnable 类别:整数。描述:指定是否使用码率控制。此值为1使用码率控制，否则不用。B. 2. 3. 4. 2 Bitrate 类别:整数。描述:指定码率控制的目标码率，以比特每秒Cbit/s)为单位。B. 2. 3. 4. 3 InitialQP 类别:整数。描述:指定码率控制中的初始QP值。B. 2.

29、 3. 4. 4 BasicUnit 类别:整数。描述:指定码率控制中基本单元的大小，以宏块为单位。说明:此值不应超过一帧中总的宏块数。此值不能为0。B. 2. 3. 4. 5 ChannelType 类别:整数。描述z指定传输信道的类别。此值为0为恒定比特率(CBR)信道，否则为可变比特率(VBR)信道。B.3 解码器使用说明B. 3.1 解码器语法格式|沪吨lded. exe decoder. cfg 10 J ;户f1曾GB/T 20090.5-2012 d巳coder.cfg作为配置参数输入文件。B.3.2 解码器的输出信息解码器运行时，会向标准输出流(默认为屏幕)上打印已经完成解码各

30、帧的统计信息;解码全部完成后，还会打印总结信息。一个典型的解码器输出结果如下:Decoder config file : bindecoder. cfg Input A VS bitstream : test. avs Output decoded YUV 4:2:0 : test_dec. yuv Output status file : log. dec Input reference file : test_rec. yuv Frame TR QP SnrY SnrU SnrV Time(ms) 0(1) 。28 0.0000 0.0000 0.0000 16 l(B) 1 28 0.0

31、000 0.0000 0.0000 46 2(B) 2 28 0.0000 0.0000 0.0000 47 3CP) 3 28 0.0000 0.0000 0.0000 94 4(B) 4 28 0.0000 0.0000 0.0000 31 5(B) 5 28 0.0000 0.0000 0.0000 32 6CP) 6 28 0.0000 0.0000 0.0000 78 -一一一一一一-AverageSNR all frames-一一一一一一一一一-SNR Y(dB) : 0.00 SNR U(dB) : 0.00 SNR V(dB) : 0.00 Total decoding tim

32、e : 0.344 sec Exit RM 5 decoder, ver 5. 2j 各帧统计信息说明如表B.4o表B.4帧统计信息说明名称格式说明Frame %3d (Type) 该帧的播放序号及编码类型TR %3d 该帧在输入视频序列中的序号QP %5d 该帧的QP值SnrY %7.4f 亮度的PSNR值。为0.0000则说明重建帧与解码帧一致SnrU %7.4f 色皮U分量的PSNR值。为0.0000则说明重建帧与解码帧一致SnrV %7.4f 色度V分量的PSNR值。为0.0000则说明重建帧与解码帧一致Time(ms) %5d 该帧总的解码时间二11 GB/T 20090.5-201

33、2 B. 3. 3 解码器配置参数在解码器配置参数文件中，应按顺序给定如下配置参数，每个参数占一行。AVC码流文件名。解码后输出的视频序列文件名。参考视频序列(编码器端重建视频序列)文件名。参考帧缓冲区个数。是否使用环路滤波，0为使用，1为不使用。示例:test. avs . AVS coded bitstream test_dec. yuv . . Output file , YUV 4: 2: 0 format test_rec. yuv . . . . . . . Ref sequence Cfor SNR) 2 . . . . Number of reference frame buf

34、fers,for memory managemnt only o . . . . . . . . Loopfilter disableCO :filter, 1: no loopfilter) 12 国P. . NON|.ogONH益。 华人民共和国家标准信息技术先进音视频编码第5部分:参考软件GB/T 20090. 5-2012 国中d 晤中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045), 网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 印张1.25 字数25千字2013年4月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2013年4月第一版 书号:155066. 1-46785 21. 00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107定价GB/T 20090.5-2012 打印日期:2013年4月27日F002A