SVAC標準介紹講述

1、SVAC 標準介紹標準介紹（國家標準編號（國家標準編號GB/T 25724-2010）中星電子股份有限公司中星電子股份有限公司SVAC標準基本信息Page 2Vimicro Confidential標準名稱 中文：安全防范監(jiān)控數字視音頻編解碼技術要求安全防范監(jiān)控數字視音頻編解碼技術要求 英文：Technical Specification of Surveillance Video and Audio Coding（簡稱SVAC） 國家標準編號 ：GB/T 25724-2010 （2011年5月1日起執(zhí)行）標準歸口單位 全國安全防范報警系統標準化技術委員會（SAC/TC100）標準工作組名稱

2、安全防范監(jiān)控數字視音頻編解碼標準聯合工作組標準工作組組長單位 公安部第一研究所、北京中星微電子有限公司公安部第一研究所、北京中星微電子有限公司標準工作組成員 包括產業(yè)、科研院所、大學等四十多家單位，涵蓋產學研產學研用各環(huán)節(jié) 領導和推動單位 SVAC標準由公安部、工信部公安部、工信部兩部委共同領導制定；SVAC標準大事記 2007年年03月月 公安部第一研究所和全國安全防范報警系統標準化技術委員會(SAC/TC100)經過梳理分析，整理出安全防范監(jiān)控視 音頻編解碼和廣電媒體視音頻編解碼的主要異同點，明確了安全防范監(jiān)控數字視音頻編解碼特殊需求；11月月 原公安部科技局和原信息產業(yè)部科技司共同明確了

3、安全防范監(jiān)控數字視音頻編解碼標準(SVAC)應歸口于 SAC/TC100，由兩部委共同領導制定。 2008年年05月月 原公安部科技局、工業(yè)和信息化部科技司正式明確成立聯合工作組意向；07月月 SVAC標準編制工作組正式成立；09月月 SAC/TC100組織召開SVAC征求意見稿草案專家論證會，專家組一致認為，該征求意見稿先進、合理、可行。 2009年年01月月 標準編制組完成SVAC征求意見稿；SAC/TC100在京組織召開SVAC征求意見稿論證會，來自24家科研機構、大學和企業(yè)的專家代表參加會議，聽取對SVAC征求意見稿的全面介紹，一致通過征求意見稿；03月月 標準編制組完成SVAC送審稿

4、(1.0版)；08月月 SAC/TC100組織召開SVAC送審稿論證會，來自29家科研機構、大學和企業(yè)的專家代表參加會議，一致通過送審稿；09月月 標準編制組完成SVAC送審稿(3.0版)，進入內部公示期；10月月 標準編制組完成 SVAC送審稿(4.0版)；SAC/TC100組織召開SVAC送審稿專家評審會，以吳佑壽院士為組長的專家 組聽取了編制組對標準編制過程和標準主要技術內容的詳細介紹，經過充分質詢和討論，一致通過送審稿； 12月月 完成 SVAC標準報批工作。 2010年年01月月 標準送到國家標準化委員會進行審批，且很快完成了技術審查；08月月 國家標準化管理委員會主任辦公會審查批準

5、SVAC標準為國家標準； 國家標準化管理委員會將指導SVAC標準的編制組成立為“國際標準推進小組”，推動其成為國際標準； 成立“SVAC產業(yè)化聯盟”，推進SVAC標準產業(yè)化工作； 組建“SVAC標準專利池管理委員會”，對標準中所涉及專利進行授權管理。12月月 SVAC（安全防范監(jiān)控數字視音頻編解碼技術要求）標準正式公布，標準號為：GB/T25724-2010. 2011年年05月月1日日 SVAC標準正式實施。SVAC標準制訂的必要性廣播電視廣播電視&消費類應用消費類應用視頻監(jiān)控類應用視頻監(jiān)控類應用VSH.264/MPEG4等視頻編解碼標準主要面向廣播電視應用，對視頻監(jiān)控應用存在較大不適應性對

6、全天候、各種復雜拍攝環(huán)境下的現場還原性不佳在壓縮編碼效率和聲音、圖像質量之間的平衡不理想沒有考慮對智能分析和機器識別的支持缺少對監(jiān)控專用信息（如絕對時間、智能分析結果等）的支持對視音頻內容的真實性、完整性和安全性保護不足Page 4Vimicro ConfidentialSVAC標準制訂的必要性H.264體系龐大，各個廠家根據需要對模塊進行選擇和增加H.264等協議互聯互通無法得到保障等協議互聯互通無法得到保障SVAC國家標準提供詳細規(guī)范SVAC標準是實現跨系統、跨廠商互聯的基礎標準是實現跨系統、跨廠商互聯的基礎VSSVAC標準在信源編碼這一基礎層面上有效地保證了國家的安防安全，為構建完整的國

7、內安防產業(yè)鏈奠定堅實基礎Page 5Vimicro ConfidentialSVAC標準制訂的主要思路針對監(jiān)控實際需求，以“忠實于場景的高保真視音頻編碼忠實于場景的高保真視音頻編碼”為核心思想，解決監(jiān)控視音頻編碼面臨的實際問題借鑒融合最先進的編碼技術最先進的編碼技術，力圖在保證視音頻質量的前提下，提供較高編碼效率技術架構適合從簡單到復雜適合從簡單到復雜的各種視頻監(jiān)控應用，并保證標準的可擴展性可擴展性SVAC標準具有自主知識產權自主知識產權，避開國外專利陷阱Page 6Vimicro ConfidentialSVAC標準主要技術特點支持感興趣區(qū)域（ROI）變質量編碼，在網絡帶寬或存儲空間有限的情

8、況下，提供更符合監(jiān)控需要的高質量視頻編碼支持可伸縮視頻編碼（SVC），滿足不同傳輸網絡帶寬和數據存儲環(huán)境的需求支持監(jiān)控專用信息（絕對時間、智能分析結果、報警信息），便于視音頻內容的有效管理和綜合利用支持加密和認證，保證監(jiān)控數據的保密性、真實性和完整性支持高精度視頻數據，在高動態(tài)范圍場景提供更多圖像細節(jié)支持先進編碼工具，在獲得更好圖像質量的同時獲得更高編碼效率支持代數碼書激勵線性預測（ACELP）和變換音頻編碼（TAC）切換的雙核音頻編碼，保證對語音和環(huán)境（背景）聲音均有較好的編碼效果支持聲音識別特征參數編碼，避免編碼失真對語音識別和聲紋識別的影響Page 7Vimicro Confidenti

9、al感興趣區(qū)域（ROI）變質量編碼監(jiān)控應用中，通常總是對場景中的某些區(qū)域更關心感興趣區(qū)域（ROI）圖像被分為若干個ROI區(qū)域和一個背景區(qū)域，在網絡帶寬或存儲空間有限的情況下，優(yōu)先保證ROI圖像質量，節(jié)省非ROI的開銷每個ROI的圖像質量分別控制，支持ROI部分比非ROI部分采用更高碼率（圖像質量更好）碼率受限時，優(yōu)先降低非ROI部分的碼率，支持非ROI部分圖像可丟棄或不編碼，以適應傳輸帶寬的要求Page 8Vimicro ConfidentialROI應用方式預設固定區(qū)域預設固定區(qū)域（客戶端設置）（客戶端設置）動態(tài)設定區(qū)域動態(tài)設定區(qū)域（根據智能分析結果設置）（根據智能分析結果設置）Page 9

10、Vimicro Confidential可伸縮視頻編碼（SVC） 可伸縮視頻編碼（Scalable Video Coding）通過對視頻數據的分層次壓縮（分為基本層和增強層），一個編碼器可以輸出不同分辨率/幀率/質量的多個編碼視頻流 SVC主要包括： 空間SVC（Spatial SVC） 時間SVC（Temporal SVC） 質量SVC（Quality SVC）Page 10Vimicro Confidential空間SVC基本層由低分辨率編碼圖像構成，對基本層單獨解碼可以獲得一個低分辨率的視頻序列對基本層和增強層聯合解碼可以獲得高分辨率的視頻序列空間SVC比簡單的雙碼流具有更低的總體碼率P

11、age 11Vimicro ConfidentialSVC應用示例：更好的網絡適應性網絡電視墻遠程客戶端存儲矩陣攝像機移動客戶端CableCableWiFi/3GWiFi/3GSVC基本層碼流SVC基本層碼流SVC基本層+增強層碼流SVC基本層+增強層碼流Page 12Vimicro ConfidentialSVC應用示例：更好的存儲適應性（1）全幀率、全分辨率存儲硬盤存儲空間占用率高無異常事件時，只存儲基本層數據發(fā)生異常事件時，存儲基本層和增強層數據硬盤存儲空間占用率低發(fā)生異常事件（行人橫穿馬路）Page 13Vimicro ConfidentialSVC應用示例：更好的存儲適應性（2）全幀

12、率、全分辨率存儲最多存儲1個月數據無異常事件，到期優(yōu)先刪除增強層數據，保留基本層數據有異常事件，同時保留基本層和增強層數據可以存儲2個月甚至更長時間數據發(fā)生異常事件（行人橫穿馬路）Page 14Vimicro Confidential支持監(jiān)控數據加密和認證 利用安全參數集定義加密和認證的方法及保護范圍，可以實現不同級別保護 利用NAL單元頭中特定標志位標記加密和認證是否生效 以統一的語法格式支持多種加密和認證算法，具備靈活的可擴展性Page 15Vimicro Confidential支持監(jiān)控專用信息絕對時間信息通過專門語法與視音頻壓縮數據一起傳輸和存儲，便于檢索查詢、視音頻同步和多路視頻同步

13、，還可以避免在圖像上疊加 OSD 破壞圖像原始內容，根據需要可在顯示時疊加時間 OSD特殊監(jiān)控事件類型及參數通過專門語法與視音頻壓縮數據一起傳輸和存儲，便于檢索查詢，對于大規(guī)模監(jiān)控網絡和數據庫更為重要徘徊視頻編碼數據視頻編碼數據監(jiān)控專用信息監(jiān)控專用信息視頻編碼數據Page 16Vimicro Confidential支持高精度視頻數據監(jiān)控場景圖像動態(tài)范圍往往很大，低精度視頻數據會導致圖像對比度下降、圖像細節(jié)和層次丟失，造成圖像原始內容的損失視頻壓縮編碼支持高精度視頻數據，可以保證視頻編解碼環(huán)節(jié)盡量少的損失圖像信息，保證存儲的視頻數據盡可能真實、完整的保留拍攝場景的信息和圖像細節(jié)，對后期的綜合研

14、判以及作為法律證據意義重大按照SVAC標準中的量化方法，采用高精度視頻數據不會降低編碼效率，不會增加碼率，采用10-bit數據同樣碼率下PSNR好于8-bit數據標準的技術框架保留未來擴充至支持更高數據位寬（如16-bit）的可能Page 17Vimicro Confidential支持先進編碼工具采用CABAC獲取更高編碼效率 上下文自適應二進制算術編碼（CABAC）是一種先進高效的熵編碼技術 大量研究結果表明，CABAC比VLC有更高的編碼效率（減小碼率約10%）采用Intra4x4以更好地保持圖像細節(jié) 在采用8x8預測和變換的基礎上，增加幀內4x4（Intra4x4）預測和變換，更好地保

15、持圖像細節(jié) 大量測試結果表明，采用Intra4x4可以有效降低細節(jié)豐富、邊緣銳利區(qū)域附近的噪聲Page 18Vimicro ConfidentialACELP和TAC切換的雙核音頻編碼 低頻信號采用ACELP和TAC雙核編碼 ACELP適合語音信號編碼 TAC適合環(huán)境或背景聲音編碼 高頻信號采用BWE編碼 利用低頻解碼信號和極少高頻參數來重建高頻信號，同全帶編碼技術相比，可以節(jié)省近50%碼率數據打包高頻BWETAC語音背景高頻參數低頻參數低頻ACELPPage 19Vimicro Confidential聲音識別特征參數編碼在音頻編碼的基礎上，支持識別特征參數編碼，避免編碼失真對語音/聲紋識別

16、的影響識別特征參數采用MFCC方案識別特征參數編碼支持兩種模式 直接編碼模式：無需計算重建信號，直接編碼原始信號特征矢量，計算復雜度低，碼率4.8kbps 預測編碼模式：原始信號和重建信號分別提取特征，編碼特征殘差矢量，計算復雜度高，碼率3.2kbps提取MFCC矢量量化編碼&解碼原始信號重建信號Page 20Vimicro Confidential21感知：具有最大量的信息；傳輸：滿足視頻要求的可以滿足其它數據傳輸要求；應用：具有最為廣泛的應用智能：視頻蘊藏的大量信息，具有極大的智能潛力SVAC標準與物聯網人類對外界信息感知人類對外界信息感知來自視覺來自視覺Page 21Vimicro ConfidentialSVAC標準的發(fā)展趨勢Page 22Vimicro Confidential 多位國家領導人批示要求推廣該標準 公安、信產、國標