GBT 33475.5-2024 信息技术 高效多媒体编码 第5部分：参考软件标准立项发展报告

信息技术高效多媒体编码第5部分：参考软件标准立项发展报告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—HighEfficiencyMultimediaCoding—Part5:ReferenceSoftware摘要关键词：高效多媒体编码；参考软件；国家标准；视频编码；标准化；超高清视频；数字音视频一、引言多媒体编码技术是数字信息时代的核心技术之一。近年来，随着4K/8K超高清视频、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、云游戏、沉浸式交互等新业态的蓬勃发展，社会对视频压缩效率、编码质量和系统兼容性提出了更高的要求。在此背景下，高效多媒体编码技术的标准化工作成为各国竞相布局的战略焦点。我国高度重视数字音视频编码技术的标准化建设。GB/T33475《信息技术高效多媒体编码》系列标准自制定之初便定位为支撑我国数字音视频产业自主发展的重要基础性标准。该系列标准的制定和实施，改变了我国在高清视频编码领域长期依赖国际标准的被动局面，有力地推动了国产编解码芯片、软件工具链和终端设备的成熟与普及。GB/T33475.5-2024《信息技术高效多媒体编码第5部分：参考软件》是该系列标准的重要组成部分。参考软件是编码标准从文本规范走向工程实现的关键桥梁，其质量直接影响标准的测试验证、互操作性评估和产业化部署效能。本报告就该标准的立项背景、标准结构与关键技术内容、编制过程、主要参与单位以及标准实施前景进行全面梳理和系统分析，以期为行业同仁深入理解和有效应用该标准提供参考。二、标准立项背景（一）视频编码标准体系发展概况国际视频编码标准化经历了从H.261、MPEG-1/2/4到H.264/AVC、H.265/HEVC再到H.266/VVC的演进历程。每一代编码标准的升级，都在压缩效率、并行处理能力和面向新兴应用的适配性方面实现了显著提升。我国视频编码标准化工作起步较晚，但发展迅速。AVS（AudioVideocodingStandard）系列标准是我国自主制定的音视频编码标准体系，自AVS1至今已发展到AVS3，在压缩性能和产业应用方面逐步走向国际前列。GB/T33475《信息技术高效多媒体编码》系列标准与AVS标准体系相互衔接、各有侧重，共同构成我国多媒体编码标准化布局的重要组成部分。其中，GB/T33475.5聚焦于参考软件的规范化，旨在为标准使用者提供权威、统一的软件实现参照。（二）参考软件在标准体系中的重要作用参考软件是视频编码标准中不可或缺的组成部分，其主要作用体现在以下方面：第一，作为标准文本的"可执行规约"。编码标准通常以文本形式规定语法、语义和解码过程，规范文本的抽象性不可避免地带来理解歧义和实现偏差。参考软件将文本规范转化为可运行的计算机程序，为标准的一致性测试提供了基准实现。第二，作为编解码器开发的技术起点。企业在开发商用编解码器时，通常以参考软件为基础进行优化和定制，可以大幅缩短研发周期、降低开发风险。第三，作为标准验证和评估的工具平台。在标准制定过程中，参考软件被用于验证编码工具的性能增益、测试码流的正确性以及评估不同配置下的编码效率，是标准技术决策的重要支撑工具。（三）标准修订的必要性分析随着视频编码技术的持续演进和应用场景的不断拓展，原有版本的参考软件标准在功能完备性、编码效率、并行支持能力和面向新兴应用的适配性等方面已难以充分满足产业发展需要。具体而言：三、标准结构与关键技术内容（一）标准定位与适用范围GB/T33475.5-2024《信息技术高效多媒体编码第5部分：参考软件》是GB/T33475系列标准中的组成部分，主要面向高效多媒体编码标准所定义的编码工具及解码流程，提供配套的参考软件实现规范。该标准适用于编码器参考实现、解码器参考实现、测试码流的生成与验证，以及一致性测试等场景。（二）标准主要技术内容该标准涵盖的技术内容主要包括：参考软件架构方面，明确规定参考软件的总体功能框架、模块划分逻辑和核心数据流关系，为软件实现提供清晰的体系结构指引。参考软件在架构设计上遵循模块化和分层设计原则，编码器与解码器共享核心数据结构，以利于维护和功能扩展。编码器参考实现要求，涵盖帧内预测、帧间预测、变换量化、环路滤波、熵编码等主要编码模块的功能规范，以及编码控制流程、率失真优化决策等高层逻辑的要求。编码器参考软件支持多种配置档次的灵活切换，以适应不同应用场景的需求。解码器参考实现要求，涵盖码流解析、反变换、预测补偿、环路滤波等解码流程的功能规范，明确解码器对错误码流的鲁棒性处理机制，以及解码输出格式和显示时序控制要求。接口与数据格式定义，规定参考软件与外部系统的输入输出接口标准，包括原始视频输入格式、编码码流格式、重建视频输出格式和参数配置文件格式等。统一的接口定义保证了参考软件在不同平台间的可移植性和可互操作性。测试与验证方法，规定参考软件的功能正确性验证、编码性能测试、解码一致性测试的方法和流程。标准配套提供规范的测试条件、测试序列和评价指标，为标准的符合性测试提供科学依据。（三）标准主要技术特点GB/T33475.5-2024在技术内容和编写方式上体现了以下特点：一是与标准体系的高度协调性。参考软件与GB/T33475系列中其他部分所定义的编码格式保持严格一致，确保标准体系内部的完整性和一致性。二是功能覆盖的全面性。参考软件支持标准中定义的全部编码工具和配置档次，能够满足不同应用场景的多样化需求。三是实现方案的中立性。标准侧重功能需求的规范化描述，不限定具体的代码实现方式，为不同厂商的优化实现预留了充分空间。四是面向产业化的实用性。参考软件在保证功能完整的前提下，兼顾了运行效率和代码可读性，便于企业在此基础上进行二次开发。四、标准编制过程GB/T33475.5-2024的编制工作遵循国家标准制修订程序，经历了预研与立项、草案起草、公开征求意见、技术审查、报批发布等阶段。在预研阶段，起草组深入调研了国内外视频编码参考软件的最新发展态势，系统分析了国际同类标准的技术特点，广泛征集了产业链上下游企业的需求和建议，为标准立项和草案起草奠定了坚实基础。在草案起草过程中，起草组多次召开工作会议，围绕参考软件的整体架构、核心算法实现、接口定义和测试规范等关键技术问题进行了深入研讨，形成标准草案。随后，标准草案面向社会公开征求意见，起草组对反馈意见逐条进行处理和分析，对草案进行了多轮修改完善。在技术审查阶段，全国信息技术标准化技术委员会组织专家对标准送审稿进行了严格的技术审查，与会专家对标准的技术内容、文本质量和与相关标准的协调性进行了全面评估，一致同意通过审查。最终，经国家标准化管理委员会批准，该标准于2024年5月28日正式发布，于2024年12月1日起实施。五、主要参与单位介绍本标准由全国信息技术标准化技术委员会（SAC/TC28）提出并归口，由多家高校、科研院所和企业共同参与制定。其中，北京大学作为核心起草单位，在标准的技术方案设计和文本编制中发挥了主导作用。北京大学数字媒体研究所是国内视频编码技术研究的重要基地，长期从事视频编码算法、视频处理技术和多媒体系统研究。依托数字视频编解码技术国家工程实验室，北京大学研发团队在高效视频编码领域积累了深厚的技术基础。在AVS标准制定过程中，北京大学团队主导了多项核心编码工具的技术提案和算法优化工作，为自主编码标准的制定做出了突出贡献。除北京大学外，参与本标准编制的单位还包括国内主要的通信设备制造商、芯片设计企业、互联网服务提供商和相关科研机构。六、标准实施意义与应用前景（一）支撑自主编码标准的产业化落地参考软件是编码标准从技术规范走向产业应用的关键环节。GB/T33475.5-2024的发布实施，为高效多媒体编码标准提供了权威的软件实现参照，使得芯片设计企业、软件开发商和设备制造商能够在统一的参考基线之上进行产品研发，有效降低重复开发成本，加速产业化进程。通过提供标准化的参考实现，该标准有助于减少因实现差异导致的互操作性问题，提升产业链各环节的协同效率。当前，4K超高清视频已进入规模化应用阶段，8K超高清视频也正在加速布局。高效多媒体编码标准是超高清视频产业的关键技术支撑。参考软件标准的完善，将有助于提升超高清视频编解码系统的开发效率和产品质量，推动超高清内容制作、传输分发和终端呈现等全产业链的协同发展，更好地满足广播电视、网络视听、远程教育、远程医疗、工业视觉检测等众多领域对高画质视频的迫切需求。（三）助力新一代信息技术融合创新七、结论与展望GB/T33475.5-2024《信息技术高效多媒体编码第5部分：参考软件》的发布实施，是我国多媒体编码标准化工作的一项重要成果。该标准为高效多媒体编码标准提供了权威的参考软件规范和统一的测试评估工具，进一步完善了GB/T33475系列标准体系，为编码标准的技术验证、应用推广和产业落地提供了坚实支撑。展望未来，多媒体编码标准化工作仍面临持续创新的挑战。在技术层面，面向6K/8K超高清、沉浸式媒体、机器视觉编码等新场景的编码技术仍在快速发展，需要标准体系的持续演进。在产业层面，自主编码标准需要进一步加强与芯片、终端、内容制作和分发平台的协同生态建设。在标准实施层面，参考软件需要不断优化完善，增强对不同应用场景的适配能力和对新兴编码工具的支持能力，同步推进面向特定应用领域的参考软件标准化工作。参考文献[1]GB/T33475.5-2024，信息技术高效多媒体编码第5部分：