移动多媒体广播终端技术要求.docx

GY ××××2007GD/J022-2008移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法 国家广播电影电视总局科技司发布16目 次前言II1 范围12 规范性引用文件13 术语、定义、符号和缩略语13.1 术语和定义13.2 缩略语14 概述25 技术要求35.1 一般要求35.2 接口要求35.3 功能要求35.4 性能要求46 测量方法56.1 标准符合性测试56.2 配置管理功能测试66.3 性能要求测试66.4 码率波动测试76.5 电视广播编码器延时测试76.6 声音广播编码器延时测试76.7 图像质量主观评价86.8 声音质量主观评价8I前 言本技术文件规范移动多媒体广播系统中音视频编码器的技术要求，并规定了相关的测量方法。本技术文件由国家广播电影电视总局科技司归口。本技术文件起草单位：国家广播电影电视总局广播科学研究院、中兴通讯股份有限公司、数维科技（北京）有限公司。本技术文件主要起草人：郭晓强、付光涛、胡军、王东飞、吴敏、李小雨、饶丰、张建强、王标、王宁、陈秋蕊、郑楚升、伦继好。移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法7移动多媒体广播音视频编码器技术要求和测量方法1 范围本技术文件规定了移动多媒体广播音视频编码器的技术要求与测量方法。对于能够确保同样测量不确定度的任何等效方法也可以采用，有争议时应以本技术文件为准。本技术文件适用于通过卫星和/或地面无线发射视频、音频、数据信息等多媒体信号的移动多媒体广播系统的音视频编码器的设计、生产、使用、运行和维护。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本技术文件的引用而成为本技术文件的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本技术文件，然而，鼓励根据本技术文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本技术文件。GB/T 14857-93 演播室数字电视编码参数规范GB/T 20090.2 信息技术 先进音视频编码 第2部分：视频GY/T 156-2000 演播室数字音频参数GY/T 220.2-2006 移动多媒体广播 第2部分：复用GY/Z 234-2008 移动多媒体广播复用实施指南SJ/T 113682006 多声道数字音频编解码技术规范ISO/IEC 14496-3 Information technology Coding of audio-visual objects Part 3: AudioISO/IEC 14496-10 Information technology Coding of audio-visual objects Part 10: Advanced Video CodingITU-R BS.1534-1 Method for the subjective assessment of intermediate quality level of coding systemsITU-R BT.1788 Methodology for the subjective assessment of video quality in multimedia applicationsIETF RFC 3016 RTP Payload Format for MPEG-4 Audio/Visual StreamsIETF RFC 3984 RTP Payload Format for H.264 Video3 术语、定义、符号和缩略语3.1 术语和定义下列术语和定义适用于本技术文件。3.1.1 类 profile音视频压缩编码标准规定的语法、语义及算法的子集。3.1.2 级 level在某一个类下对语法元素和语法元素参数值的限定集合。3.2 缩略语下列缩略语适用于本技术文件。AAC （Advanced Audio Coding） 先进音频编码AES/EBU (Audio Engineering Society/European Broadcast Union) 音频工程师协会/欧洲广播联盟CBR （Constant Bit Rate） 定码率HE-AAC （High Efficiency Advanced Audio Coding） 高效的先进音频编码MUSHRA （Multi Stimulus test with Hidden Reference and Anchor) 隐藏参考和基准的多刺激法PPS （Picture Parameter Set） 图像参数集RJ45 （Registered Jack-Type 45） 双绞线电缆连接的物理接口RTCP （RTP Control Protocol） 实时传输控制协议RTP （Real Time Transport Protocol） 实时传输协议SAMVIQ （Subjective Assessment Methodology for Video Quality） 视频质量主观评价方法SPS （Sequence Parameter Set） 序列参数集SR （Sender Report） 发送者报文4 概述移动多媒体广播音视频编码器对输入的音视频数据进行压缩编码，分为用于电视节目压缩的编码器（简称电视广播编码器）和用于声音广播压缩的编码器（简称声音广播编码器）。电视广播编码器具备格式转换、视频压缩、音频压缩、RTP封装、网管、本地配置等功能，见图1。声音广播编码器具备音频压缩、RTP封装、网管、本地配置等功能，见图2。 图1 移动多媒体广播电视广播编码器功能框图图2 移动多媒体广播声音广播编码器功能框图5 技术要求5.1 一般要求5.1.1 环境条件5.1.1.1 环境温度工作环境温度：050；运输和储存环境温度：-2060。5.1.1.2 相对湿度正常工作：90%（20）；允许工作：95%（无结露）。5.1.1.3 大气压力正常工作：86kPa106kPa。5.1.2 工作电压电压幅度：198V242V AC；电压频率：50Hz±3Hz。5.2 接口要求5.2.1 电视广播编码器输入接口：a) 图像：SDI接口，BNC头，阴性，输入阻抗为75欧；b) 声音：AES/EBU接口，卡侬头（XLR），阴性，输入阻抗为110欧；输出接口：压缩码流输出：采用100Mbps或1000Mbps以太网口，物理接口为RJ45；远程配置管理接口：网络控制：采用100Mbps或1000Mbps以太网口，物理接口为RJ45。5.2.2 声音广播编码器输入接口：声音：AES/EBU接口，卡侬头（XLR），阴性，输入阻抗为110欧；输出接口：压缩码流输出：采用100Mbps或1000Mbps以太网口，物理接口为RJ45；远程配置管理接口：网络控制：采用100Mbps或1000Mbps以太网口，物理接口为RJ45。5.3 功能要求5.3.1 输入格式图像输入格式应符合标准GB/T 14857-93，声音输入格式应符合标准GY/T 156-2000。5.3.2 视频压缩电视广播编码器的视频压缩应支持以下标准之一：a) GB/T 20090.2，限定为级2.0；b) ISO/IEC 14496-10，限定为基本类，支持的级见表1。表1 支持的类/级要求类级基本1基本1b表1 支持的类/级要求（续）类级基本1.1基本1.2基本1.3基本2（可选）5.3.3 音频压缩电视广播编码器的音频压缩应支持以下两种标准：a) ISO/IEC 14496-3，支持的类包括AAC、HE-AAC，HE-AAC v2为可选；b) SJ/T 11368-2006（可选）。声音广播编码器的音频压缩应支持SJ/T 11368-2006。5.3.4 RTP封装/RTCP压缩的音/视频码流采用RTP格式封装：a) ISO/IEC 14496-10压缩的码流封装格式符合IETF RFC3984；b) ISO/IEC 14496-3压缩的码流封装格式符合IETF RFC3016；c) SJ/T 11368-2006压缩的码流封装格式符合GY/Z 234-2008附录A。RTCP包必须定期发送SR报文，发送时间间隔应小于2秒。5.3.5 配置管理通过本地配置模块和网管模块提供配置管理功能。本地配置至少应支持如下功能：a) 通过面板配置编码器的IP地址。b) 通过本机液晶屏显示编码器运行状态。网管系统至少应支持如下功能：a) 可通过网络配置音视频编码参数、输入输出参数等，见表2。表2 配置参数表配置项目配置参数视频编码图像分辨率帧率码率I帧间隔音频编码采样率声道数码率输出目的IP地址（支持单播与组播）目的端口b) 可通过网络查询编码器运行状态。5.4 性能要求5.4.1 视频压缩a) 帧率支持25帧/秒，其它帧率可选。b) 图像分辨率支持CIF（352x288）、QVGA（320x240）、QCIF(176x144)，其他分辨率可选。c) 码率支持128kbps768kbps，CBR。d) 帧内预测支持全部帧内预测。e) 帧间预测 支持16×16、16×8、8×16、8×8块的帧间预测； 支持1/4象素精度； 支持多参考帧预测。f) 其他视频压缩参数要求编码输出的ISO/IEC 14496-10码流中，每个I帧前必须带有SPS与PPS字段。g) 图像主观质量编码后的图像（被评价对象）主观评价为80分（100分制）以上，采用ITU-R BT.1788规定的SAMVIQ方法测试。5.4.2 音频压缩a) 声道支持单声道、立体声。b) 采样率支持48kHz、44.1kHz、32kHz，其它采样率可选。c) 码率ISO/IEC 14496-3音频压缩码率支持32kbps128kbps；SJ/T 11368-2006音频压缩码率支持64kbps128kbps。d) 声音质量编码后的声音（被评价对象）主观评价为80分（100分制）以上，采用ITU-R BS.1534-1中规定的MUSHRA方法测试。5.4.3 延时与码率波动a) 电视广播输出音视频压缩码流的码率波动在±5%以内；b) 电视广播编码器的编码延时不大于2s；c) 声音广播编码器的编码延时不大于200ms；声音广播编码器的延时长度可设置（可选）。6 测量方法6.1 标准符合性测试6.1.1 电视广播编码器图3电视广播编码器测量框图a) 如图3所示连接测量系统；b) 配置音视频源输出的视频和音频参数，将音视频数据输入到电视广播编码器；c) 配置电视广播编码器的编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编码；d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否符合5.3.4的RTP封装规定、5.3.2的视频压缩规定、5.3.3的音频压缩规定。6.1.2 声音广播编码器图4声音广播编码器测量框图a) 如图4所示连接测量系统；b) 配置音频源输出音频参数，将音频数据输入到声音广播编码器；c) 配置声音广播编码器的编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编码；d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否符合5.3.4的RTP封装规定、5.3.3的音频压缩规定。6.2 配置管理功能测试6.2.1 电视广播编码器 a) 如图3所示连接测量系统；b) 配置音视频源输出的视频和音频参数，将音视频数据输入到电视广播编码器； c) 按照表2给出的配置项对电视广播编码器逐项配置；d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否配置成功；e) 选择不同的配置参数，重复c、d步骤。 6.2.2 声音广播编码器 a) 如图4所示连接测量系统；b) 配置音频源输出音频参数，将音频数据输入到声音广播编码器； c) 按照表2给出的配置项对声音广播编码器逐项配置；d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否配置成功；e) 选择不同的配置参数，重复c、d步骤。6.3 性能要求测试6.3.1 电视广播编码器a) 如图3所示连接测量系统；b) 配置音视频源输出的视频和音频参数，将音视频数据输入到电视广播编码器；c) 按照5.4.1的要求配置电视广播编码器的帧率、图像分辨率、码率、声道、采样率、码率；d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否符合5.4.1规定的帧率、图像分辨率、码率、帧内预测、帧间预测以及其他压缩参数，是否符合5.4.2规定的音频采样率、声道、码率；e) 选择不同的图像分辨率、码率，选择不同的音频采样率、声道、码率，重复c、d步骤。6.3.2 声音广播编码器a) 如图4所示连接测量系统；b) 配置音频源输出的音频参数，将音频数据输入到声音广播编码器；c) 按照5.4.2的要求配置声音广播编码器的采样率、声道、码率；d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行逐位分析，测量输出码流是否符合5.4.2规定的音频采样率、声道、码率； e) 选择不同的音频采样率、声道、码率，重复c、d步骤。6.4 码率波动测试6.4.1 电视广播编码器a) 如图3所示连接测量系统；b) 配置音视频源输出的视频和音频参数，将音视频数据输入到电视广播编码器；c) 配置电视广播编码器的编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编码；d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行采集，解析出音视频压缩数据，统计每秒钟收到的音视频数据量，与设定的速率进行比较，计算出每秒钟的波动，取一定时间内的最大值，即为码率波动。6.4.2 声音广播编码器 a) 如图4所示连接测量系统b) 配置音频源输出的音频参数，将音频数据输入到声音广播编码器；c) 配置声音广播编码器编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编码；d) 用码流分析仪对输出的RTP码流进行采集，解析出音频压缩数据，统计每秒钟收到的音频数据量，与设定的速率进行比较，计算出每秒钟的波动，取一定时间内的最大值，即为码率波动。6.5 电视广播编码器延时测试图5 电视广播编码器延时测量框图a) 如图5所示连接测量系统；b) 配置音视频源输出的视频和音频参数，将音视频数据源输入到电视广播编码器；c) 配置电视广播编码器的编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编码；d) 配置解码器参数，正确进行解码与显示；e) 校正解码器延时；f) 解码显示的图像与原始图像之间的时间差值为t1，解码延时为t2，则电视广播编码器的延时为t=t1-t2；6.6 声音广播编码器延时测试图6 声音广播编码器延时测量框图a) 如图6所示连接测量系统；b) 配置音频源输出的音频参数，将音频数据源输入到声音广播编码器；c) 配置声音广播编码器的编码参数、输入与输出参数，开始进行压缩编码；d) 配置解码器参数，正确进行解码与波形显示；e) 校正解码器延时；f) 解码输出的音频波形与音频源输出的音频波形的时间差值t1，解码延时为t2，则声音广播编码器的延时为t=t1-t2。6.7 图像质量主观评价a) 录制编码器输出的数据；b) 按照ITU-R BT.1788的SAMVIQ规定： 制作测试序列； 进行主观评价； 打分，打分范围0100；c) 计算图像质量主观评价的结果。6.8 声音质量主观评价a) 录制编码器输出的数据；b) 按照ITU-R BS.1534-1的MUSHRA规定： 制作测试序列； 进行主观评价； 打分，打分范围0100；c) 计算声音质量主观评价的结果。