中国电信网络视频监控业务技术规范音视频编解码v5

PAGEi中国电信集团公司第1页客户服务系统科技事业部第PAGEi页共51页中国电信网络视频监控业务技术规范—V3。0音视频编解码分册（送审稿）中国电信集团公司2008年04月

目录TOC\o”1—3”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc195283162”前言 1HYPERLINK\l”_Toc195283163”1、编制说明 2HYPERLINK\l”_Toc195283164"2、引用标准 33、缩略语 44、一般原则 55、音频编解码技术要求 6HYPERLINK\l”_Toc195283168”6、视频编解码技术要求 76.1基于MPEG-4的视频编解码技术要求 7HYPERLINK\l”_Toc195283170”6.1.1MPEG—4的档次和级别 7HYPERLINK\l”_Toc195283171"6。1。1.1MPEG—4工具 7HYPERLINK\l”_Toc195283172”6.1.1。2级别的参数限制 8HYPERLINK\l”_Toc195283173"6.1.2MPEG—4的码流语法 10_Toc195283175”6.1。4MPEG-43GPP包的载荷格式（可选） 10_Toc195283177”6.2基于H。264的视频编解码技术要求 106。2。1.2H.264级别的限制 12HYPERLINK\l”_Toc195283181”6。2。1.3H。264基本档次各级别的参数限制 126.2。1。4H.264各级别的最大帧率限制 13_Toc195283184”6。2.3H.2643GPP包的载荷格式（可选） 156.3基于M—JPEG的视频编解码技术要求 167、其它技术要求 17HYPERLINK\l”_Toc195283188”7。1视频图像分辨率 177.2码率控制 17

内部资料,注意保密，未经同意，请勿翻印文档信息文档名称文件编号编制人保密级别修改过程版本号日期作者概述3。0—12007郑泽民编写3。0-42007郑泽民修改评审过程版本号日期评审者概述3。0－v52008-04梁笃国提交分发范围前言本规范为中国电信集团公司企业规范，用于规定中国电信网络视频监控业务的相关音视频编解码技术要求。在结合中国电信开展视讯业务的实际情况，参照相关的国内外技术标准，并综合考虑当前设备制造商和系统集成商的具体情况的基础上,制定本技术规范。本标准规定了提供中国电信网络视频监控业务的前端单元中的有关音视频压缩的编码档次和级别、工具选项、码流语法的规定、传输包的负载格式以及比特流和后端解码器等方面进行了必要的定义和规范。本标准共分七章，分别为：编制说明、引用标准、缩略语、一般原则、音频编解码技术要求、视频编解码技术要求等。本标准起草单位：中国电信股份有限公司上海研究院.特别感谢：XXXXXX公司在本标准制订过程中的大力支持与帮助。编制说明本技术规范可为中国电信宽带网络环境下网络视频监控业务的视、音频编解码设备的业务功能、产品设计、性能测试和管理维护等提供技术依据。本技术规范同时可供中国电信其它多媒体业务应用进行参考。本技术规范关于MPEG-4视频码流的语法内容依据ISO/IEC14496-2标准，关于H。264视频码流的语法内容依据ISO/IEC14496-10标准。为适合中国电信的业务需要，本标准对ISO/IEC14496-2和ISO/IEC14496—10规定的档次和等级进行适当删减和扩展。根据中国电信实际业务需要，对MPEG—4、H。264、AVS标准的其它规定将在本规范的后续修订版本中陆续添加。本规范为中国电信集团公司企业规范，用于规定中国电信网络视频监控的相关技术问题。作为中国电信网络视频监控规划、建设、全国联网以及业务开展的基本依据，适用于网络视频监控系统的开发、建设和相关设备选型。本规范的增补、修订及解释权属中国电信集团公司。如中国电信在此之前的文件与本规范有矛盾，按此规范执行。引用标准具体参见《电信网络视频监控业务技术规范（V3。0）—-总体技术要求》的相同内容。 缩略语MPEG—4：本标准中特指ISO/IEC14496—2编码标准。H。264:本标准中特指ISO/IEC14496—10编码标准。AVS：中国数字音视频编码标准。档次：即Profile，根据视觉对象定义了对应码流语法的子集.等级:即Level，根据特定档次，定义了对应采用的限制参数集合。一个档次可包含一个或多个等级.SP：SimpleProfile，即简单档次.ASP:AdvancedRealTimeSimpleProfile,即高级实时简单档次。其它请参见《电信网络视频监控业务技术规范（V3。0）——总体技术要求》的相同内容。一般原则网络视频监控系统中视频编解码器采用MPEG-4、H。264、M-JPEG视频编解码标准。在AVS标准和产业成熟时可以同时采用AVS视频编解码标准。视频编码器必须至少支持其中一种标准；视频解码器应该具有能力交互，建议具有自适应(H.264、MPEG-4、M-JPEG）解码的能力；视频解码器(3GPP除外）支持的档次和级别不应低于编码器支持的最高档次和级别。音频编解码技术要求音频比特流宜采用标准的RTP协议进行打包，音频载荷数据应为整数个音频编码帧。网络视频监控系统中音频编解码器可以采用G.711/G。722.1/G。723.1/G.729/MP3/AMR音频编解码标准,必须支持G.711或G.722。1，音频解码器必须同时支持G711和G722。1；其它音频编解标准为可选项。具体要求如下：G。711：G。711是采用A率或µ率量化的LOG-PCM的编码.G.722.1：G。722.1是一种采用重叠调制变换MLT的编码算法，可提供宽频带音频。其采样率为16kHz,支持24kbps、32kbps及扩展支持16kbps等输出码率，.G.723.1：G。723。1是一个采样率为8kHz的双速率的语音编码器，两个编码速率分别为6.3kbps和5。3kbps。高速率(6。3kbps）采用多脉冲激励最大似然量化（MP_MLQ）算法，低速率（5。3kbps）采用代数码本激励线性预测(ACELP）算法。G.723。1系统用LPAS编码方法将语音信号编码成帧。G。723.1编码器的帧长为30ms，还有7.5ms的前视。再加上编码器的处理时延，编码器的单向总时延为67。5ms.其它时延是由系统缓冲区和网络造成的。G。729:G.729编码器是为低时延应用设计的,它的帧长只有10ms，处理时延也是10ms，再加上5ms的前视,这就使得G。729产生的点到点的时延为25ms，比特率为8kbps。G.729在处理随机比特错误方面性能不好。建议在有随机比特错误的信道上不使用此编码器,除非利用信道编码（前向纠错码和卷积码)保护最敏感的比特。MP3：采用MPEGaudioLayer-III音频压缩格式，音频压缩标准符合ISO/IEC11172—3或13818-3规范。视频编解码技术要求本标准描述的视频编解码技术要求，涉及M—JPEG、MPEG—4和H。264视频编码标准,主要从编解码的档次和级别、工具选项、码流语法的规定、传输包的负载格式以及比特流和解码器的一致性测试等方面进行描述和要求。基于MPEG-4的视频编解码技术要求采用MPEG-4编码格式的视频流应满足本部分的相关规定，不应包含私有数据格式。具体要求如下:MPEG-4的档次和级别MPEG-4的档次和级别提供了ISO/IEC14496中句法和语义的定义子集，以便于解码器(指软/硬解码)能对指定的比特流进行正确解码。MPEG-4的一个档次是对整个比特流语法限制的子集,一个级别则是对该比特流参数的限制集.采用MPEG—4标准的视频编码器应为MPEG-4简单档次(SimpleProfile）或高级简单档次（AdvanceSimpleProfile)的编码器。基本系统至少应支持ISO/IEC14496—2中规定的简单档次的级别L3:即MPEG-4SP＠L3.系统最高可支持到高级简单档次的级别L5:即MPEG-4ASP＠L5。采用MPEG-4标准的视频解码器支持的档次和级别不应低于编码器支持的最高档次和级别（MPEG—4ASP＠L5）。MPEG-4工具简单档次的工具包括:I-VOP：帧内编码的矩形视频对象平面；P—VOP:帧间编码的矩形视频对象平面；AC/DCPrediction：AC/DC预测；4-MV：每个宏块可以有4个运动矢量；UnrestrictedMV:不受限制的运动矢量。高级简单档次的工具包括:B-VOP:双向帧间编码的矩形视频对象平面；Interlace隔行编码；MPEG—4视频编码器应支持简单档次或高级简单档次的部分或全部工具，视频解码器(指软/硬解码）应支持高级简单档次的全部工具。级别的参数限制ISO/IEC14496—2标准中，MPEG—4的简单档次支持L0、L1、L2、L3四个级别，每个级别的参数限制如表所示。表1MPEG-4级别的参数限制LevelL3L2L1L0TypicalVisualSessionSizeCIFCIFQCIFQCIFMaxnumberofobjects4441Maximumnumberobjectspertype4×Simple4×Simple4×Simple1×SimpleMaxuniqueQuantTables1111Max.VMVbuffersize(MBunits）792792198198MaxVCVbuffersize(MB）3963969999VCVdecoderrate(MB/s）11880594014851485VCVBoundaryNotApplicableNotApplicableNotApplicableNotApplicableMaxtotalVBVbuffersize(unitsof16384bits)40401010Maxvolvbvbuffersize(unitsof16384bits）40401010Max.videopacketlength（bits)8192409620482048Maxspritesize(MBunits）NotApplicableNotApplicableNotApplicableNotApplicableWaveletrestrictionsNotApplicableNotApplicableNotApplicableNotApplicableMaxbitrate(kbit/s）3841286464Max。enhancementlayersperobjectNotApplicableNotApplicableNotApplicableNotApplicable表2MPEG-4L4aLevelL5L4aTypicalVisualSessionSize720×576640×480Maxnumberofobjects44Maximumnumberobjectspertype4×Simple4×SimpleMaxuniqueQuantTables11Max.VMVbuffersize(MBunits）32402400MaxVCVbuffersize（MB)16201200VCVdecoderrate(MB/s）4050036000VCVBoundaryNotApplicableNotApplicableMaxtotalVBVbuffersize（unitsof16384bits)11280Maxvolvbvbuffersize（unitsof16384bits）11280Max。videopacketlength(bits)1638416384Maxspritesize（MBunits）NotApplicableNotApplicableWaveletrestrictionsNotApplicableNotApplicableMaxbitrate(kbit/s）80004000Max。enhancementlayersperobjectNotApplicableNotApplicableMPEG—4的码流语法为实现系统视频流的互通，采用MPEG—4标准的视频码流语法应符合ISO/IEC14496-2中的规定。MPEG-4RTP包的载荷格式MPEG—4的RTP载荷格式应符合RFC3016和RFC3640协议中的相关规定，其中RTP有效载荷是MPGE—4的原始视频流。MPEG-43GPP包的载荷格式（可选）MPEG-4的一致性测试MPEG-4的一致性比特流是指实现了ISO/IEC14496-2在通用语法中定义的所有限制的比特流，包括ISO/IEC14496-2中第9部分定义的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MPEG-4的比特流被VLC（xvid插件）解码器解码时，参考软件解码器也不应出现任何由比特流引起的错误或不一致的消息报告。这种测试不适用于由于传输而产生错误的比特流。MPEG-4的比特流一致性测试的附加测试详见ISO/IEC14496-4中的描述，同时需要通过中立的第三方硬件测试仪器的测试。基于H.264的视频编解码技术要求系统采用H.264格式的视频流应满足本部分的相关规定，不应包含私有数据格式。具体技术要求描述如下。H。264的档次和级别H。264的档次和级别规定了对比特流的限制要求，因此也限制了解码比特流的能力.档次和级别还可用于指导不同解码器间的互操作性.每个档次都规定了一个算法特征和限制的子集，任何遵守某个档次的解码器都应该支持与其相应的子集。每个级别都规定了一组对标准中语法元素所采用的各种参数值的限制。所有档次都使用一组相同的级别定义，但是每个档次的具体实现可以支持不同的级别。视频编码比特流应支持H。264视频标准的基本档次（BaselineProfile），级别（Level）应至少支持到Level1.3，宜扩展支持到主档次(MainProfile)级别Level3；视频解码器支持的档次和级别应不低于编码器支持的最高档次和级别，至少应支持到H。264视频标准主档次(MainProfile）)的Level3。H.264基本档次的选项和工具H。264编码算法有多种选项和工具本文档中涉及到的基本档次支持的选项和工具主要有:I片和P片（Slice）；（P片限定二个参考帧）基于内容自适应的变长编码CAVLC；去块效应滤波器;备注，以下工具不做为强制要求：FMO、ASO、Redundantslice。本文档中涉及到的主档次支持的选项和工具主要有:B片（Slice）；（B片限定二个参考帧，前后各一个参考帧,B片不作为参考帧）隔行编码（InterlacePAFF）1/4像素运动补偿;备注,以下工具不做为强制要求：MBAFF、CABAC、WeightedPrediction。H。264级别的限制H。264级别（Level1~3）的限制如表4所示,表中“—”表示未做相应的限制。表4H.264级别（Level1~3）的限制LevelnumberMaxmacroblockprocessingrateMaxMBPS(MB/s）MaxframesizeMaxFS（MBs)MaxdecodedpicturebuffersizeMaxDPB(1024bytesfor4：2:0)MaxvideobitrateMaxBR(1000bits/sor1200bits/s）MaxCPBsizeMaxCPB（1000bitsor1200bits)MincompressionratioMinCRMaxnumberofmotionvectorspertwoconsecutiveMBsMaxMvsPer2Mb1148599148。5641752—151925002—1.26000396891。038410002-1。311880396891.076820002-211880396891.0200020002—2.1198007921782.0400040002-2。22025016203037.5400040002—34050016203037.51000010000232H.264基本档次各级别的参数限制H.264基本档次各级别的参数限制如表5所示，表中的“-”表示未做相应的限制。表5H。264基本档次各级别的参数限制LevelnumberMaxSubMbRectSize15761.15761。25761.357625762.15762。25763576H.264各级别的最大帧率限制当帧的大小在176×144到720×576间变化时，H.264各级别(Level）的最大帧率限制如表6、表7所示,表中的“—"表示未做相应的限制。表6H.264各级别的最大帧率限制（1）Level11b1.11.21.3Maxframesize（macroblocks）：9999396396396Maxmacroblocks/second：148514853000600011880Maxframesize（samples):2534425344101376101376101376Maxsamples/second:38016038016076800015360003041280FormatLumaWidthLumaHeightMBsTotalLumaSamplesQCIF176144992534415。015.030.360.6120。0QVGA32024030076800—-10.020。039。6525SIF35224033084480--9。118。236。0CIF352288396101376--7。615.230.0525HHR352480660168960——--—625HHR352576792202752————-VGA6404801200307200—5254SIF7044801320337920—--——525SD7204801350345600-—-——4CIF7045761584405504-—-—-625SD7205761620414720—-——-表7H。264各级别的最大帧率限制（2)Level22。12。23Maxframesize（macroblocks）：39679216201620Maxmacroblocks/second:11880198002025040500Maxframesize(samples）：101376202752414720414720Maxsamples/second:30412805068800518400010368000FormatLumaWidthLumaHeightMBsTotalLumaSamplesQCIF1761449925344120.0172。0172。0172。0QVGA3202403007680039.666.067.5135.0525SIF3522403308448036。060。061.4122。7CIF35228839610137630。050。051。1102.3525HHR352480660168960—30。030。761。4625HHR352576792202752-25。025。651.1VGA6404801200307200-—16。933.85254SIF7044801320337920-—15。330。7525SD7204801350345600--15。030.04CIF7045761584405504——12.825。6625SD7205761620414720——12。525。0H.264RTP包的载荷格式H。264的RTP载荷格式应符合RFC3016与R