TCSMPTE 4-2018 AVS+标清统计复用编码器技术要求和测量方法

中国电影电视技术学会标准T/CSMPTE4—2018AVS+标清统计复用编码器技术要求和测量方法TechnicalrequirementsandmeasurementmethodsofAVS+SDTVstatisticalmultiplexingencoder2018-04-01发布2018-04-01实施中国电影电视技术学会发布T/CSMPTE4—2018I目次前言................................................................................II1范围..............................................................................32规范性引用文件....................................................................33缩略语............................................................................34统计复用编码的定义................................................................45技术要求..........................................................................46测量方法..........................................................................6参考文献............................................................................15T/CSMPTE4—2018II前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国电影电视技术学会标准与测试专业委员会归口。本标准起草单位：国家新闻出版广电总局广播电视规划院、中央电视台、中关村视听产业技术创新联盟、广州柯维新数码科技有限公司、上海国茂数字技术有限公司、北京数码视讯科技股份有限公司、伟乐视讯科技股份有限公司、成都德芯数字科技股份有限公司、北京博雅华录视听研究院技术有限公司、北京加维通讯电子技术有限公司、联合信源数字音视频技术（北京）有限公司。本标准主要起草人：董文辉、王惠明、邓向冬、尹怡晨、王倩男、葛涛、潘晓菲、曾志华、牛朝晖、赵海武、邹箭宇、邹伟华、李俊、宋磊、寿海龙、李延。T/CSMPTE4—20183AVS+标清统计复用编码器技术要求和测量方法1范围本标准规定了AVS+标清统计复用编码器的技术要求和测量方法。本标准适用于一体式统计复用编码器和分离式统计复用编码器的开发、生产、应用、检测和运行维护。2规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB/T17191.3-1997信息技术具有1.5Mbit/s数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码第3部分:音频GB/T17953-2012标准清晰度电视4:2:2数字分量视频信号接口GY/T134数字电视图像质量主观评价方法GY/T228-2007标准清晰度数字电视主观评价用测试图像GD/J056-2014AVS+标清编码器技术要求和测量方法ETSITR101290V1.3.1DVB系统测量指南（MeasurementguidelinesforDVBsystems）3缩略语下列缩略语适用于本标准。ASI异步串行接口（AsynchronousSerialInterface）BBV位流缓冲校验器（BitstreamBufferVerifier）DVB数字视频广播（DigitalVideoBroadcasting）ES基本流（ElementaryStream）ETSI欧洲电信标准协会（EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute）GOP图像组（GroupofPictures）IP英特网协议（InternetProtocol）MPEG运动图像专家组（MovingPictureExpertsGroup）PAT节目关联表（ProgramAssociationTable）PCR节目时钟基准（ProgramClockReference）PMT节目映射表（ProgramMapTable）PTS呈现时间戳（PresentationTimeStamps）SDI串行数字接口（SerialDigitalInterface）SSIM结构相似度指标测量（StructuralSimilarityIndexMeasurement）TS传送流（TransportStream）TSTD传送流系统目标解码器（TransportStreamsystemtargetdecoder）T/CSMPTE4—20184UDP用户数据报协议（UserDatagramProtocol）4统计复用编码的定义统计复用编码是指在总码率固定的情况下，能够统计分析各路节目的实时复杂度，动态地为各路节目分配码率的编码方式。该方式可以提高总体视频质量，并使得各路节目间的视频质量相对均衡。5技术要求5.1功能和物理接口要求功能和物理接口要求见表1。表1功能和物理接口要求序号项目技术要求必备/可选1TS流包长TS流的输出格式支持188字节包长必备TS流的输出格式支持带有FEC校验码的204字节包长可选2数字视频输入接口数字视频SD-SDI（应符合GB/T17953-2012规定）输入接口，接口类型为BNC,75，接口数量不少于4路必备3嵌入音频输入支持嵌入音频输入必备4数字音频输入接口接口类型为BNC，75或XLR，110可选5ASI输出支持ASI输出，接口类型为BNC，75至少具备其中一种6IP输出支持IP输出，支持单播和多播输出7统计复用能力至少支持4路节目统计复用编码必备8参数设置可设置统计复用编码总码率、各路视频的平均码率、最大和最小码率必备9参数配置导入导出可导入导出参数配置，关机重启后参数配置保留必备10网管功能支持网管功能必备5.2TS流标准符合性应符合GD/J056-2014中4.1的要求，同时TS复用流的视频、音频和系统TSTD模型无上溢和下溢。5.3TS流性能要求应符合GD/J056-2014中4.2的要求。5.4IP流封装要求如具有IP输出，则IP流封装应符合GD/J056-2014中4.3的要求。5.5IP输出性能要求如具有IP输出，则IP输出性能应符合GD/J056-2014中4.4的要求。5.6基本流标准符合性T/CSMPTE4—201855.6.1视频编码要求应符合GD/J056-2014中4.5.1的要求。5.6.2音频编码要求音频编码要求见表2。表2音频编码要求编码方式标准符合声道支持比特率支持kbps输入采样频率kHz输出采样频率kHzMPEG-1层IIGB/T17191.3-1997双声道和立体声64～2564848单声道32～1285.6.3视频缓冲流的基本要求各视频ES流的BBVbuffer无上溢和下溢。5.7视频码率波动上下限统计复用编码时，所有节目视频码率总和的测量值应不大于其设定视频总码率的102%；每路节目视频码率测量最大值应不大于其设定最大值的110%，每路节目视频码率测量最小值应不小于其设定最小值的90%。5.8ASI输出接口技术要求如具有ASI输出，则ASI输出接口应符合GD/J056-2014中4.8的要求。5.9编解码总延时使用参考解码器解码时，统计复用编解码总延时应不超过5s。5.10输入信号瞬间中断后图像恢复时间在中断时长不超过50ms时，输入信号瞬间中断后图像恢复时间应不大于1s。5.11音视频相对延时编解码引入的音视频相对延时应在±2ms以内（以视频为基准，音频超前为正，音频滞后为负）。5.12统计复用编码图像质量要求5.12.1图像质量要求统计复用编码器每路视频平均码率为2.5Mbps时，对于6.6.2中的8个测试图像序列，至少应有6个序列的主观评价图像质量下降百分比（相对于源序列）不大于12%，其余序列主观评价图像质量下降百分比（相对于源序列）不大于20%。5.12.2图像质量均衡度要求对于6.6.2中的8个测试图像序列，统计复用编码器在每路视频平均码率2.5Mbps下各图像SSIM的均方差应比AVS+参考编码器在2.5Mbps固定码率下各图像SSIM的均方差降低30%以上。T/CSMPTE4—201866测量方法6.1概述本标准规定的统计复用编码器测量方法适用于N（N≥4）路统计复用编码器的测量。测量时，抽取其中的4路进行测试。6.2测量环境条件环境温度：15℃～35℃；相对湿度：20%～80%；大气压力：86kPa～106kPa；电压幅度：220V±22VAC；电压频率：50Hz±2Hz。6.3测量技术条件测量时，4路AVS+统计复用编码的TS输出总码率（包长为188字节）设置为11.5Mbps；每路视频压缩平均码率设置为2.5Mbps，最大码率设置为5Mbps、最小码率设置为1.25Mbps；MPEG-1层II立体声音频压缩码率设置为256kbps，取样频率为48kHz。6.4测量用参考解码器参考解码器要求：——ASI输入接口可支持的最大有效码率应不小于15Mbps；——支持对多路节目复用流中的各路节目进行解码。6.5测量用SSIM图像质量分析仪分析仪要求支持SDI信号的采集，支持SSIM的计算。6.6测试图像序列6.6.1测试图像序列库从GY/T228-2007中选取32个序列形成AVS+标清统计复用测试图像序列库，序列苛刻度等级及序列名称见表3。表3测试图像序列库序号序列苛刻度等级序列名称1相对简单乒乓球比赛2乒乓球练习3雪4演播室访谈15动画6天气预报T/CSMPTE4—20187表3（续）序号序列苛刻度等级序列名称7相对中等马术8玩具9荡秋千10壁画11演播室访谈212游艇13京剧青衣14男篮15转盘（速度2）16转盘（速度1）17转盘（速度3）18狮子舞19秧歌舞20鸭子戏水21花坛22雨中的古建筑23京剧舞旗片断24旋转的鸟笼25片尾字幕26独轮车表演27特技28相对严格水波和松树29女排啦啦队30溪水中的石块31花草32秋叶6.6.2测量用两组测试图像序列见表4。表4测试用两组测试图像序列序号分组序列1第1组雪2转盘（速度3）3京剧舞旗片断4秋叶5第2组从6.6.1测试图像序列库“相对简单”的序列中（除“雪”外）随机选取1个序列6从6.6.1测试图像序列库“相对中等”的序列中（除“转盘（速度3）”和“京剧舞旗片断”外）随机选取2个不同的序列78从6.6.1测试图像序列库“相对严格”的序列中（除“秋叶”外）随机选取1个序列T/CSMPTE4—201886.7TS流标准符合性和性能的测量6.7.1测量框图见图1。被测AVS+统计复用编码器SDI1ASI/TSoverIP码流分析仪视频工作站SDI2SDI3SDI4图1TS流标准符合性和性能测量框图6.7.2测量步骤测量步骤如下：a)按图1连接测量仪器和被测设备；b)视频工作站同时播放输出四路测试图像序列（一路相对严格序列、两路相对中等序列和一路相对简单序列），分别输入到被测AVS+统计复用编码器；c)将被测AVS+统计复用编码器ASI或IP输出接口连接到码流分析仪，观察15分钟，检查编码输出的TS流中各路节目流是否符合5.2的规定；d)将被测AVS+统计复用编码器ASI或IP输出接口连接到码流分析仪，测试编码输出的TS流中各路节目流的PCR抖动、PCR重复间隔、PAT表重复间隔、PMT表重复