中星電子核心技術(shù)推SVAC國際標準
眾所周知，安全防范監(jiān)控系統(tǒng)在社會治安防控體系建設(shè)中占有重要地位，其中“眼見為憑”的視頻監(jiān)控功能更是舉足輕重；而當(dāng)監(jiān)控畫面及聲音需要被傳輸時，視音頻編解碼標準就扮演了決定性的關(guān)鍵角色。但是，目前已有的視音頻編解碼標準，都是針對廣播電視和大眾娛樂方面的多媒體和流媒體應(yīng)用，在安全防范領(lǐng)域直接采用具有很大的不適應(yīng)性；環(huán)顧國內(nèi)、國際也都沒有專門針對安全防范監(jiān)控應(yīng)用的視音頻編解碼標準。在目前總體安防產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化的潮流趨勢下，制定符合安全防范監(jiān)控應(yīng)用需要的視音頻編解碼標準更是燃眉之急。
該標準的橫空出世，從核心層的視音頻編解碼方面解決了長期以來數(shù)字監(jiān)控領(lǐng)域標準、協(xié)議無法統(tǒng)一的難題，更填補了安防監(jiān)控專用視音頻編解碼標準的空白。中星電子作為SVAC標準的發(fā)起人、推動者之一，期望扮演好安防領(lǐng)域“核心技術(shù)提供商”的角色，助力中國本土安防制造升級，也在安防標準化方面搶抓到先機。
憑借芯片和算法優(yōu)勢，中星電子為SVAC技術(shù)的主要承擔(dān)者
經(jīng)過多年努力，由公安部第一研究所與中星微電子牽頭作為組長單位，聯(lián)合包括中星電子在內(nèi)的40余家知名企業(yè)、科研院所、大學(xué)等組員單位，共同制定了專門針對安全防范監(jiān)控領(lǐng)域的數(shù)字視音頻編解碼標準《安全防范監(jiān)控數(shù)字視音頻編解碼技術(shù)要求》,英文為TechnicalSpecificationofSurveillanceVideoandAudioCoding(簡稱SVAC)。此標準已于2010年8月獲批、12月正式公布，標準號GB/T25724-2010，歸口單位為全國安全防范報警系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會（簡稱SAC/TC100）。具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的SVAC不僅是全球第一個針對安防應(yīng)用的視音頻編解碼標準，更對中國社會治安防控體系的建設(shè)樹立了新的標竿。
在SVAC標準工作組成員當(dāng)中，成立于2008年的中星電子是由天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)國有資產(chǎn)經(jīng)營公司和北京中星微電子公司共同出資組建，專注于安防監(jiān)控市場，以數(shù)字監(jiān)控多媒體芯片核心技術(shù)為基礎(chǔ)，提供具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的高端數(shù)字安防監(jiān)控產(chǎn)品和解決方案。是國內(nèi)本土安防企業(yè)之中，少數(shù)同時具備核心技術(shù)和整方案提供能力的企業(yè)之一。遺傳自主要投資方中星微電子所擁有的十幾年開發(fā)圖像處理芯片和算法的經(jīng)驗，為中星電子參與SVAC標的準制定和推行提供了先天的能力。中星電子資深副總裁兼首席技術(shù)官(CTO)張韻東表示，中星電子于標準制定過程中是SVAC技術(shù)的主要承擔(dān)者，負責(zé)技術(shù)開發(fā)的部分，包括安防特殊應(yīng)用的28奈米芯片核心算法、封裝及可實際應(yīng)用的落實，投入的力度及資金都相當(dāng)龐大。相對的此舉也給中星電子首推安防國標SVAC打下了堅實的基礎(chǔ)。
SVAC標準制定思路：忠實于場景的高保真視音頻編碼
目前已有的視音頻編解碼標準，主要是針對廣播電視和大眾娛樂方面的應(yīng)用制訂，在安全防范監(jiān)控領(lǐng)域直接采用具有很大的不適應(yīng)性，主要表現(xiàn)在：
1.對全天候、各種復(fù)雜拍攝環(huán)境下的現(xiàn)場還原性不佳；
2.在壓縮編碼效率和聲音/圖像質(zhì)量之間的平衡不理想；
3.沒有考慮對智能分析和機器識別的支持；
4.缺少對監(jiān)控專用信息（如絕對時間、智能分析結(jié)果等）的支持；
5.對音視頻內(nèi)容的真實性、完整性和安全性保護不足。
。
統(tǒng)一的視音頻編解碼標準有利于大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃和推廣，促進安防監(jiān)控產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為國內(nèi)構(gòu)建完整的安防產(chǎn)業(yè)鏈奠定了堅實的基礎(chǔ)。
SVAC標準主要技術(shù)創(chuàng)新
中星電子資深副總裁兼首席技術(shù)官(CTO)張韻東指出，SVAC標準的技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾點：
1、支持高精度視頻數(shù)據(jù)，在高動態(tài)范圍場景提供更多圖像細節(jié)，減少編解碼環(huán)節(jié)的圖像信息損失。監(jiān)控場景圖像動態(tài)范圍往往很大，傳統(tǒng)8比特編碼的低精度視頻數(shù)據(jù)會導(dǎo)致圖像對比度下降、圖像細節(jié)和層次丟失等，而SVAC采用10比特視頻壓縮編碼，具有更大的動態(tài)范圍，可以保證在視頻編解碼環(huán)節(jié)盡量減少圖像損失信息，保證存儲的視頻數(shù)據(jù)盡可能真實完整的保留拍攝場景的信息和細節(jié)。
2、采用幀內(nèi)4x4預(yù)測與變換、上下文自適應(yīng)二進制算術(shù)編碼（CABAC）等技術(shù)提高編碼效率，在獲得更好圖像質(zhì)量的同時也能獲得更高的編碼效率。
3、支持感興趣區(qū)域（RangeOfInterest，簡稱ROI）變質(zhì)量編碼，定義了宏模塊MAARO(16x16)的排列次序，在網(wǎng)絡(luò)帶寬或存儲空間有限的情況下，提供更符合監(jiān)控需要的高質(zhì)量視頻編碼。碼率受限時，優(yōu)先保證ROI圖像質(zhì)量，支持ROI部分比非ROI部分采用更高碼率且圖像質(zhì)量更好。此功能可與智能分析結(jié)合，更好地應(yīng)用在車牌識別領(lǐng)域。
4、支持可伸縮視頻編碼（SVC），滿足不同傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬和數(shù)據(jù)存儲環(huán)境的需求，具備更好的網(wǎng)絡(luò)和存儲適應(yīng)性。它通過對視頻數(shù)據(jù)的分層次壓縮（分為D1畫質(zhì)的“基本層”和720P/1080P的“擴展層”），使得一個編碼器可以輸出不同分辨率/幀率/質(zhì)量的多個編碼視頻流，比簡單的雙碼流具有更低的總體碼率。
5、支持代數(shù)碼書激勵線性預(yù)測（ACELP）和變換音頻編碼（TAC）切換的雙核音頻編碼，保證對人的語音和環(huán)境（背景）聲音均有較好的編碼效果。
它與全帶編碼技術(shù)相比，可以節(jié)省近50%的碼率。
6、支持聲音識別特征參數(shù)編碼，避免編碼失真對語音識別和聲紋識別的影響。
7、支持監(jiān)控專用信息（絕對時間、地理位置、智能分析結(jié)果、報警信息）與視音頻碼流一起編碼，便于視音頻內(nèi)容的有效管理和綜合利用。特殊監(jiān)控時間類型及參數(shù)通過專門語法與視音頻壓縮數(shù)據(jù)一起傳輸和存儲，便于檢索查詢，對于大規(guī)模監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫更為重要。
8、支持加密和認證，保證監(jiān)控數(shù)據(jù)的保密性、真實性和完整性，同時具備靈活的可擴展性。
SVAC標準制訂的主要思路是：針對監(jiān)控實際需求，以“忠實于場景的高保真視音頻編解碼”為核心思想，解決監(jiān)控視音頻編解碼面臨的實際問題。所謂“忠實于場景的視音頻編解碼”，是指在編解碼過程中，要盡量真實、完整的保留監(jiān)控現(xiàn)場的信息，避免信息的損失，實現(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場視音頻內(nèi)容的高保真還原，為后續(xù)的綜合分析以及作為法律證據(jù)提供良好的保障。
另外，借鑒融合最先進的編碼技術(shù)，力圖在保證視音頻質(zhì)量的前提下，提供較高編碼效率；技術(shù)架構(gòu)適合從簡單到復(fù)雜的各種視音頻監(jiān)控應(yīng)用，并保證標準的可擴展性；在同等性能的前提下，具體算法優(yōu)先采用具有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的方案，避免國外專利陷阱。
