AVS高清实时立体视频编码器

　　立体电视是电视和新媒体领域的热点，其中以数字视频技术为基础的三维数字电视（3DTV）是未来发展的重要趋势之一。突破3DTV节目制作、播出、接收的关键技术，研制具有我国自主知识产权的3DTV播出系统，对于解决我国音视频产业“空心化”问题，推动我国未来的数字家庭娱乐及文化创意等产业具有重要意义。数字电视系统的核心问题之一是音视频编解码标准，在政府有关部门的组织和支持下，我国制定了AVS标准，通过采纳公开技术和我国的自主创新技术，把握了技术主动权。2007年7月启动的科技部863探索导向类项目《面向交互式3DTV的三维视频表示与重构技术研究》（课题编号：2007AA01Z315）目标之一是“开发一个面向交互式3DTV的立体视频演示系统”。为实现上述目标，研制了基于AVS标准的高清实时立体视频编码器，并搭建了一套完整的从节目采集到显示的3DTV直播系统。2010年5月，根据广州市亚运会办公室的3D电视播出需求，北京大学、广州市数字视频编解码技术国家工程实验室研究开发与产业化中心和国防科学技术大学计算机学院三家单位联合攻关，有针对性地对编码器的各项技术和参数指标进行了改进优化，完成了AVS高清实时立体视频编码器的研制工作。以此为基础，构建了一套完整的立体电视采编播出系统，对广州亚运会部分场馆比赛进行了立体电视播出。

　　AVS高清实时立体视频编码器突破了拼接立体视频编码算法、基于多核CPU的并行编码算法、基于窗口的码率控制算法、实时编码器核心软件、编码器设备平台，以及相关的AVS立体视频编码标准制定等关键技术。AVS高清实时立体视频编码器将实时采集的左右视三维视频流和音频流编码成符合AVS国家标准（GB/T20090.2-2006）的码流，实现了一台编码设备同步完成两路高清视频的实时编码，支持广播级三维电视节目制播等应用，同时兼容普通二维高清视频输入，可以实现一机多用的灵活系统配置。编码器采用自主研发的计算平台主板和设备整机，基于Linux操作系统平台，具有高稳定性和安全性，在功能性、可扩展性等方面有自己的特色。
主要性能指标：

• 视频输入：双路HD-SDI接口（BNC），支持左右视视频输入和和双拼三维视频输入，兼容二维视频输入；
• 音频输入：内嵌SDI音频
• 输 出：ASI TS流和MPEG TS over IP输出，输出码率5~30Mbps
• 视频编码
  • 编码技术：支持AVS P2 Jizhun Profile@Level 6.0；支持三维视频拼接
  • 清晰度：支持1080p，1080i，720p，720i等多种级别
  • 制式：支持PAL、NTSC
  • 预处理：自适应降噪，去隔行，分辨率转换
  • 编码方式：可变比特率和固定比特率可选；GOP长度可以由用户设定，支持0.5S~5S的变化范围；提供用户可以选择的编码参数
• 音频编码
  • 编码技术：支持MPEG-1 LayerII/III，音频输入包括平衡立体声、非平衡立体声和内嵌SDI音频等方式
  • 采样频率：支持32KHz、44.1KHz、48KHz
  • 码率范围：64K~384Kbps，步长16Kbps
• 系统复用：符合AVS标准第一部分，兼容MPEG-2系统层
• 控制界面：本机界面支持按键控制、LCD和指示灯状态显示；远程控制为以太网接口（RJ-45插座）
• 物理特性：1U机箱尺寸，免工具固定轨道、支持的第三方机架；整机重量 16.3千克（最大配置）

　　在突破AVS高清实时立体视频编码器这一关键设备的基础上，整合了国内外先进3D内容制作和3D采编播设备，包括立体视频采集编辑播出、立体视频编码与传输，立体视频解码，以及立体视频显示等，实现了对大型综合运动会的3D电视播出。3DTV播出系统采用了双拼立体视频方案，最大限度地兼容了从制作到终端的已有设备和系统，为二维电视向3DTV低成本、平滑过渡提供了解决方案。