DB41 T 759.3-2012 视频监控联网系统技术规范 第3部分 视音频编解码.pdf
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1、DB41河南省地方标 准DB41/T 759.32012视频联网监控系统技术规范第 3 部分:视音频编解码2012 -11 -01 发布 2013 - 01 - 01 实施河南省质量技术监督局发布DB41/T 759.32012I目 次前言 .III引言 .IV1范围 .12 规范性引用文件 .13 术语和定义 .13.1.14 缩略语 .15 音频编解码 .15.1 音频编解码支持的范围 .15.2 G.711格式 25.3 G.723.1 格式 25.4 G.729格式 26 视频编解码 .26.1 基于 H.264 的视频编、解码技术要求 26.1.1 H.264 的档次和级别 .26.
2、1.2 H.264 基本档次的码流语法 .26.1.3 H.264 的一致性测试 .36.2 基于 MPEG-4 的视频编、解码技术要求 36.2.1 MPEG-4 的档次和级别 .36.2.2 MPEG-4 的码流语法 .46.2.3 MPEG-4 的一致性测试 .47 封装格式要求 .47.1 传输封装格式 .57.1.1 基本要求 .57.1.2 基于 RTP的视音频数据 PS封装 57.1.3 基于 RTP的视音频基本流封装 57.2 存储封装格式 .68 解码插件 .68.1 插件管理要求 .68.2 解码插件来源 .78.3 解码插件命名 .78.4 码流传输要求 .78.5 码流
3、转换 .7附录A(规范性附录) 视频编、解码技术要求 .8DB41/T 759.32012II附录B(规范性附录) 解码插件接口定义 .11参考文献 .20DB41/T 759.32012III前 言DB41/T 759视频监控联网系统技术规范分为三个部分:第1 部分 通用技术要求;第2 部分 联网平台技术要求;第3 部分 视音频编解码。本部分为DB41/T 759 的第 3部分。本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。请注意,本文中的某些内容可能涉及专利,本文中的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由河南省公安厅科技处负责起草,杭州海康威视数字技术股份有限公司,河南丹枫科技有
4、限公司,苏州科达科技有限公司,浙江宇视科技有限公司,河南天瑞检测咨询有限公司参加起草。本部分主要起草人:饶丽华、马正祥、夏国英、赖齐、曹中胜、李福胜、宋旭江。DB41/T 759.32012IV引 言近年来,河南省视频监控系统建设与应用工作取得显著成效,视频监控系统遍布全省各地,在公安机关打防管控方面发挥了重要作用。但各视频监控系统存在标准、协议不统一,不能实现大范围的互联互通和信息共享等问题,难以满足政府社会管理和公安业务工作的实际需求。根据河南省公安厅对视频监控联网系统的建设要求,按照“统一规划、统一标准”的原则,在GA/T669-2008城市监控报警联网系统 技术标准、GB/T 2818
5、1-2011安全防范视频监控联网系统 信息传输、交换、控制技术要求规定的基本要求基础上,结合河南省视频监控联网系统建设现状和目标,制定视频监控联网系统技术规范,以规范全省视频监控系统联网,实现全省范围内的视频监控联网系统的互联、互通、互控,提升全省各级公安机关的打防管控能力,并为政府各部门开展应急指挥、城市管理、服务群众等工作提供支撑。DB41/T 759.320121视频联网监控系统技术规范第 3 部分:视音频编解码1范围本部分规定了视频监控联网系统的术语、定义和缩略语、音频编解码、封装格式要求、解码插件。本部分适用于河南省省视频监控联网系统的建设及相关软硬件产品的开发,其他领域的视频监控联
6、网系统可参考使用。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,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 28181-2011 安全防范视频监控联网系统 信息传输、交换、控制技术要求3 术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3.1解码插件解码端在显示压缩图像时用来解码的插件。4 缩略语下列缩略语适用于本部分。CBR:定码率(Constant Bit Rate)VBR:变码率(Variable Bit Rate)CAVLC:上下文自适应变长编码(Context-based Adaptive Varia
7、ble Length Coding)CABAC:上下文自适应二进制算术编码(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding )Slice 条带,由连续的整数个宏块以扫描顺序构成的图像区域3GPP The 3rd Generation Partnership Project5 音频编解码5.1 音频编解码支持的范围DB41/T 759.320122音频编码应支持G.711或G.723.1或G.729音频编码标准,可扩展支持 ITU-T Rec. G.722.1 音频编码标准,音频解码应同时支持G.711、G.723.1和G.729音频解码标准, 可
8、扩展支持ITU-T Rec.G.722.1-1999音频解码标准。5.2 G.711 格式应至少支持 ITU-T Rec. G.711-1988 中定义的 A 律。 G.711 解码实现的正确性和精度应符合ITU-T Rec. G.711 相应测试序列的验证要求。5.3 G.723.1 格式应支持ITU-T Rec. G.723.1-1996中定义的5 .3kbit和6.3kbit语音编/解码模式,宜扩展支持ITU- T Rec. G.723.1 附件 A nnex A 中的 VAD/CNG 模式。 G.723.1 解码实现的正确性和精度应符合ITU-T Rec. G.723.1 相应测试序列
9、的验证要求。5.4 G.729 格式应支持ITU-T Rec.G.729-1996中定义的语音编、解码模式 ,宜扩展支持ITU-T Rec.G.729-1996 附件Annex B中定义的静音压缩模式。 G.729 解码实现的正确性和精度应符合 ITU-T Rec. G.729 相应测试序列的验证要求。6 视频编解码6.1 基于 H.264 的视频编、解码技术要求6.1.1 H.264 的档次和级别采用 H.264 标准的视频编码应至少支持 ITU-T Rec. H.264-2005 视频标准的基本档次(BaselineProfile),级别(Level)应至少支持到 Level 1.3,标清
10、应用宜扩展支持到 Level 3,高清应用宜扩展支持到 Level4;视频解码所支持的档次和级别应不低于编码支持的最高档次和级别,至少应支持到 H.264 视频标准基本档次的 Level 3;视频解码宜扩展支持 H.264 主档次(MainProfile)中的隔行扫描和 B 帧工具,且相邻两 P 帧间的 B 帧个数不大于 2。描述如下:a) H.264 基本档次的选项和工具主要有:1) I 片和 P 片(Slice);2) 基于内容自适应的变长编码 CAVLC;3) 容错工具:FMO,ASO,RS;4) 去块效应滤波器(Deblocking Filter);5) 多参考帧编码。b) H.264
11、 级别的限制见附录 A中表 A.1的规定;c) H.264 基本档次各级别的参数限制见附录 A中表 A.2的规定;d) H.264 中 CIF、4CIF、720pHD、1080pHD 各级别(Level)的最大帧率限制见附录 A中表 A.3的规定,表中的 “-”表示未做相应的限制。其他分辨率各级别的最大帧率限制见 ITU-T Rec.H.264-2005 中的规定。6.1.2 H.264 基本档次的码流语法H.264码流应为符合 BaselineProfile的码流, 码流语法等同采用 ITU-TRec. H.264-2005。 H.264DB41/T 759.320123基本档次的码流语法如
12、下:a) 码流的档次标识profile_idc 等于66;b) NAL单元流中,nal_unit_type 的取值不包括2,3,4;c) 序列参数集(Sequence parameter sets)中的 frame_mbs_only_flag 等于1;d) 序列参数集中不应出现下列句法元素:chroma_format_idc, bit _depth_luma_minus8,bit_depth_chroma_minus8,qpprime_y_zero_transform_bypass_flag,seq_scaling_matrix_present_flag;e) 图像参数集(Picture pa
13、rameter sets)中的weighted_pred_flag 和 weighted_bipred _idc均等于0;f) 图像参数集中的entropy_coding _mode_flag 等于0;g) 图像参数集中num_slice_gr oups_minus1 的取值范围为07 之间,包括0 和7;h) 图像参数集中不应出现下列句法元素:transform_8x8_mode_flag,pic_scaling_matrix_present_flag,second_chroma_qp_index_offset;i) 句法元素level_prefix不应大于 15。基本档次某一特定级别的解码
14、器应该能解码所有满足profile_idc=66或 constraint_se t0_flag=1的比特流,其中 level_idc应为一个小于或等于指定级别的级别。6.1.3 H.264 的一致性测试6.1.3.1 比特流一致性测试比特流一致性描述见ITU-T Rec. H.264-2005附录C 中C3的规定。H.264 的一致性比特流(Conformance b itstream)应满足如下测试:当使用解码软件对 H.264 视频比特流进行解码时,不应出现任何由比特流引起的错误或不一致。比特流一致性的进一步测试还包括虚拟参考解码器HRD的一致性测试(基于ITU-T Rec.H.264-2
15、005)等,见ITU-T Rec. H.264.1-2005。上述验证比特流一致性用到的解码软件可参考 ITU-T Rec. H.264.2-2005 中指定的软件。6.1.3.2 解码器一致性测试解码器一致性描述见ITU-T Rec. H.264-2005附录J 中C4的规定。H.264解码器的一致性测试见 ITU-T Rec. H.264.1-2005 中的方法,验证解码器一致性用到的软件可参考ITU-T Rec. H.264.2-2005中指定的软件。满足特定档次和级别的H.264 视频解码器应能正确解码相应档次和级别的H.264 一致性比特流。6.2 基于 MPEG-4 的视频编、解码
16、技术要求6.2.1 MPEG-4 的档次和级别采用 MPEG-4 标准的视频编码应至少支持 ISO/IEC 14496-2 :2004 中简单档次(Simpl e Profile)的级别 L5(ISO/IEC 14496-2:2004/Amd.2:2005),即 MPEG-4 SPL5。采用 MPEG-4 标准的视 频解码所支持的档次和级别不应低于编码支持的最高档次和级别,宜扩展支持 MPEG-4 先进简单档次(Advanced Simpl e Profile)中的隔行扫描和 B 帧工具。6.2.1.1 MPEG-4 简单档次的工具MPEG-4 简单档次的工具包括:a) Basic:基本工具,
17、又包括以下几种工具:DB41/T 759.3201241) I-VOP:帧内编码的矩形视频对象平面,逐行扫描的视频格式;2) P-VOP:帧间编码的矩形视频对象平面,逐行扫描的视频格式;3) AC/DC Prediction:AC/DC 预测;4) 4-MV:每个宏块可以有 4个运动矢量;5) Unrestricted MV:不受限制的运动矢量。b) Error Resilience:容错工具,又包括以下 3 种工具:1) Slice Resynchronization:片重同步;2) Data Partitioning:数据划分;3) Reversible VLC:可逆的变长编码。c) Sh
18、ort Header:短头工具。MPEG-4 视频编码应支持上述简单档次的部分或全部工具,可不支持容错和短头工具;视频解码至少应支持除容错工具外的简单档次的全部工具。6.2.1.2 MPEG-4 简单档次各级别的参数限制MPEG-4 视频编/、解码应至少支持简单档次的 L5 级别,参数限制如表附录 A表 A.4 所示。简单档次其他各级别的参数限制见 ISO/IEC 14496-2:2004 及 ISO/IEC 14496-2:2004/Amd.2:2005 中的相关规定。6.2.2 MPEG-4 的码流语法为实现联网系统中视频流的互通,采用MPEG-4标准的视频码流语法应符合 ISO/IEC
19、14496-2:2004中的规定。MPEG-4中简单档次不同级别的相应标识码见附录 A 表 A.5(见 ISO/IEC 14496-2:2004中的表 G-1和ISO/IEC1449 6-2:2004/Amd.2:2005 中的规定)。6.2.3 MPEG-4 的一致性测试6.2.3.1 比特流一致性测试MPEG-4 的一致性比特流(compliant bitstream )是指实现了 ISO/IEC 14496-2:2004 在通用语法中定义的所有限制的比特流,包括 ISO/IEC 14496-2:2004 中第 9 章关于档次和级别的限制。MPEG-4 的一致性比特流应满足如下测试:当使用
20、解码软件对 MPEG-4 视频比特流进行解码时,不应出现任何由比特流引起的错误或不一致。MPEG-4 的比特流一致性测试的附加测试见 ISO/IEC 14496-4:2004 中的描述。上述验证比特流一致性用到的解码软件可参考 ISO/IEC 14496-5:2001 中指定的软件。6.2.3.2 解码器的一致性测试MPEG-4的视频解码器通常指某一特定档次和级别的解码器。MPEG-4视频解码器的一致性测试见 ISO/IEC 14496-4:2004中的规定,其中简单档次 L5级别的视频解码器一致性测试见 ISO/IEC 14496-4:200 4/Amd.10:2005的规定。验证解码器一致
21、性用到的软件可参考ISO/ IEC 14496-5:2001中指定的软件。满足特定档次和级别的MPEG-4 视频解码器应能正确解码相应档次和级别的MPEG-4一致性比特流。7 封装格式要求DB41/T 759.3201257.1 传输封装格式7.1.1 基本要求媒体流在联网系统 IP 网络上传输时应支持 RTP 传输,RTP 的负载应采用如下两种格式之一:基于 PS 封装的视音频数据或视音频基本流数据,见附录 C。媒体流的传输应采用 RFC3550 规定的 RTP协议,提供实时数据传输中的时间戳信息及各数据流的同步;应采用 RFC 3550 规定的 RTCP 协议,为按序传输数据包提供可靠保证
22、,提供流量控制和拥塞控制。7.1.2 基于 RTP 的视音频数据 PS 封装7.1.2.1 基于 RTP 的 PS 封装首先按照 ISO/IEC 13818-1:2000 将视音频流封装成 PS包,再将 PS 包以负载的方式封装成 RTP 包。7.1.2.2 PS 包的主要参数设置针对本文档规定的几种视音频格式,PS 包中的流类型(stream_type)的取值如下:a) MPEG-4视频流:0x10;b) H.264视频流:0x1B;c) G.711音频流:0x90;d) G.722.1音频流:0x92;e) G.723.1音频流:0x93;f) G.729音频流:0x99;7.1.2.3
23、PS 包的 RTP 封装格式参照 RFC2250,RTP 的主要参数设置如下:a) 负载类型(payload type):96;b) 编码名称(encoding name):PS;c) 时钟频率(clock rate):90kHz;d) SDP描述中“ m”字段的“ media”项:video。7.1.3 基于 RTP 的视音频基本流封装7.1.3.1 基本封装该方式直接将视音频数据以负载的方式封装成 RTP 包。7.1.3.2 MPEG-4 视频流的 RTP 封装MPEG-4视频流的 RTP封装格式应符合 RFC3016协议中的相关规定。MPEG-4视频流 RTP包的负载类型(Payload
24、 Type)标识号选定:从 RFC3551协议的表 5中的动态范围(96-127)中选择,建议定为 97。7.1.3.3 H.264 视频流的 RTP 封装H.264的 RTP载荷格式应符合 RFC3984中的相关规定。H.264视频流 RTP 包的负载类型(Payload T ype)标识号选定:从 RFC3551协议的表 5中的动态范围(96-127)中选择,建议定为 98。7.1.3.4 音频流的 RTP 封装语音比特流宜采用标准的 RTP 协议进行打包。在一个 RTP 包中,音频载荷数据应为整数个音频编码帧,且时间长度在 20ms180ms 之间。DB41/T 759.320126主要
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