mpeg-4 avc视频标准主观测试

    2002年10-12月，mpeg 组织了专题组对avc (iso/iec 14496-10 | itu-t rec. h.264) 与mpeg-4 visual (iso/iec 14496-2)和mpeg-2 video (iso/iec 13818-2)标准进行了测试。测试在fub/iscti (意大利)、nist (美国)和tum (德国)进行，测试结果表明avc的编码性能有显著提高。

    本次测试标准清晰度（sd）和高清晰度（hd）采用的测试条件（视频序列和码率）如下表：

    图像质量主观评价试验依据itu-r bt.500-11 《methodology for the subjective assessment of the quality of television pictures（电视图像质量主观评价方法）》（下面可以看到avs的两次主观测试同样采用的是这个测试标准）。测试结果如下表：

    (注：表中t表示透明，压缩后与原始图像看不出差异，nx表示被对比者码率是avc的n倍时才能达到同等质量，下同)
由表可以看出，12个可比项中有8个的n大于等于1.5，有3个大于等于2，有一个等于4。

    由表可以看出，avc与mpeg-2参考软件比，12个可比项中有9个的n大于等于1.8，有2个大于等于4。

    由表可以看出，avc与优化的mpeg-2高清编码器比，9个可比项中有7个的n大于等于1.7，有3个大于等于2，有一个等于3.3。

    表7 高清情况下，avc与mpeg-2参考软件（mpeg-2 tm5）对比情况

    由表可以看出，avc与mpeg-2参考软件比，9个可比项中有8个的n大于等于1.7，有4个大于等于2。

    总体上讲，avc与mpeg-2对比，85个比对中66对mpeg-2的码率要达到1.5倍才能与avc达到同样质量，其中51对mpeg-2码率要达到avc的2倍才能达到avc的质量。换句话说，在60%的情况下，avc的编码效率能够达到mpeg-2的两倍。

    鉴于avc的编码效率能够达到mpeg-2的2倍，我国有关测试机构在测试avs时，通常把avs视频的码率也设在mpeg-2典型码率的二分之一或更低，也就是测试avs编码效率是mpeg-2的2倍或更高的情况下的avs视频的编码质量是否能够广播要求。

    2．avs主观测试—— 国家广播电视产品质量监督检验中心数字电视用户端产品测试实验室

2004年11月15日至12月26日，依据数字音视频编解码技术标准工作组的委托，国家广播电视产品质量监督检验中心数字电视用户端产品测试实验室对工作组送检的avs视频编/解码方案组织了图像质量主观评价试验。通过对委托方提供的avs软编/解码器的主观评价试验，评价avs视频压缩方案的性能。

    图像质量主观评价试验依据itu-r bt.500-11 《methodology for the subjective assessment of the quality of television pictures（电视图像质量主观评价方法）》和itu-r bt.710-2《subjective assessment of image quality in high-definition television（高清晰度电视图像质量的主观评价）》，采用双刺激连续质量标度（dscqs）法评价avs视频编/解码系统处理后的图像质量相对于未经压缩的原始图像质量的差别。

    本次视频图像质量主观评价的目的是通过比较经avs编/解码系统处理过的图像质量与原始素材图像质量的差别来评价avs视频编/解码方案的总体性能，评价素材的选择内容应广泛且严酷度适当。所选择的测试序列应能反应图像的亮度再现、彩色再现、静态空间分辨率、动态空间分辨率、运动再现、视在深度效果、临场感、闪烁性能和熟悉的色调。

    希望通过所选择的节目能够充分、准确地反映被评价的视频编/解码方案的性能。测试序列包括8个高清晰度节目和8个标准清晰度节目，每段节目时间长度为10s～20s。

    高清晰度图像测试序列的被评价对象与原始素材的平均得分差在1.6和6.0之间，总平均分差为3.6，说明评价人员认为被评价对象的图像质量与原始素材的图像质量差别很小。

    统计结果表明，avs视频编/解码方案在图像格式为1920×1080p/25hz、压缩码率为6mbps时，被评价对象的图像质量与原始素材图像质量的差别很小，不易察觉。

    8个标准清晰度图像测试序列的被评价对象与原始素材的平均得分差在1.1 和10.5之间，总平均分差为6.4。除序列2 外，其他7 个测试序列的标准偏差均在6.4 至8.6 之间，说明评价人员对这些测试序列打分的离散度较小。

    试验结果表明avs 视频编/解码方案在图像格式为720×576i/50hz、压缩码率为2.5mbps 时，可察觉经编/解码处理后的被评价对象与原始素材图像质量的差别，但差别小。本次测试表明，avs视频码率不到mpeg-2典型码率二分之一（标清）和三分之一（高清）的情况下，质量损失很小，可以达到广播要求。

    3．avs主观测试——国家广电总局广播电视规划院

    2005年04月至9月，国家广电总局广播电视规划院受avs工作组挂靠单位中国科学院计算技术研究所委托，对经过avs参考软件编解码后的标准清晰度和高清晰度视频进行主观评价，评价其对源图像的质量损伤程度，完成了《avs视频压缩质量主观评价》测试报告（附件）。

    本次测试的依据是广电行业标准gy/t 134-1998《数字电视图像质量主观评价方法》和itu-r bt.500-11、itu-r bt.1210-3《test materials to be used in subjective assessment（用于主观评价的测试材料）》标准。标清测试采用6个国际标准图像序列，高清采用6个国家标准图像序列。

    测试结果汇总如下：

    考虑到目前使用mpeg-2标准实施高清电视广播时，一般使用20mbps的码率，使用mpeg-2标准实施标清电视广播时，一般使用5-6mbps的码率，对照本次测试结果可以得知，

    avs码率为现行mpeg-2标准的一半时，无论是标准清晰度还是高清晰度，编码质量都达到优秀。码率不到其三分之一时，也达到良好到优秀。因此相比于mpeg-2视频编码效率高2~3倍的前提下，avs视频质量已完全达到了大范围应用所需的“良好”要求。对比mpeg标准组织对mpeg-4 avc/h.264的测试报告，avs在编码效率上与其处于同等技术水平。