专利名称：Avs视频基本码流分析方法
技术领域：
本发明涉及一种AVS视频基本码流分析方法。特别是涉及一种集视频解码、分析与 显示为一体的AVS视频基本码流分析方法。
背景技术：
2002年6月国家信息产业部科学技术司批准成立了数字音视频编解码技术标准工作 组(Audio Video Standard workgroup of China, AVS)，其主要任务是面向我国的信息 产业需求，联合国内企业和科研机构，制(修)订数字音视频的压縮、解压縮、处理和 表示等共性技术标准。AVS是中国第一个具有自主知识产权、达到国际先进水平的数字音 视频编解码技术标准，主要面向高清晰度和高质量数字电视广播、网络电视、数字存储 媒体和其他相关应用，其编码效率为MPEG-2的两倍以上，与H,264处于同一水平，而算 法复杂度比比264低，软硬件实现成本都低于H.264，并且专利授权模式简单、费用低。
在AVS产业化过程中，AVS视频基本流分析仪可应用在很多重要的领域，例如视频 CODEC软件和硬件的开发商需要验证其编码码流的语法和语义是否符合国家标准GB/T 20090.2-2006《信息技术先进音视频编码第2部分视频》所规定的要求；消费电子开 发商用来定位传输和制作过程中的错误，降低解决问题的成本。通过对码流中参数的提 取并显示，研究人员可以更直观的观察视频序列编码后的特点，改进算法，提高压縮效 率和图像质量，以便研究更好的编解码算法。因此研发稳定实用的AVS基本流分析仪已 经成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种集视频解码、分析与显示为一体，可实现 对AVS视频基本码流进行语法、语义及BUFFER分析与显示，并给出错误报告和分析报告 的AVS视频基本码流分析方法。
本发明所采用的技术方案是 一种AVS视频基本码流分析方法，包括有如下步骤
1) 把从硬盘读取或者从数字电视设备输出的待分析的AVS码流输入到计算机，并对 其进行判断，如果为传输流，则对该传输流进行解复用抽取出视频基本码流；
2) 对AVS视频基本流的头部信息以及具体的宏块信息进行解析和分析，对视频缓冲 区进行上溢和下溢分析，检测其是否符合AVS标准所规定的句法和语法要求；
3) 以列表和树形结构的形式在显示器上实时地显示码流的分析信息；并且实时显示 解码得到的视频图像，把分析得到的宏块划分模式、宏块类型以及运动矢量信息叠加到 解码视频图像上，以不同颜色和线条进行标识；对视频缓冲区的分析结果动态进行显示，把分析得到的分析报告以及错误报告以文本的形式存储在计算机的硬盘中； 4)分析结束后，査看相应的分析报告和错误报告。 所述的头部信息包括有序列头、图像头和条带头。
所述的显示的码流分析信息包括有，AVS视频基本码流序列头、图像头、条带头以及 具体宏块的信息。
步骤2所述的对AVS视频基本流的头部信息以及具体的宏块信息进行解析和分析包 括 —
(1) 头信息
(一) 编码标准
(二) 视频图像大小QCIF/ CIF/ 4CIF/ITU—601/ 720P/1080i/ 1080p
(三) 档次
(四) 级别
(五) 总的编码帧数
(六) 当前解码和显示的帧号
(七) 该帧包含的条带数目
(八) 帧类型
(2) 宏块信息
(一) 所在帧号、
(二) 条带号
(三) 宏块号、宏块类型、宏块所在行列位置
(四) 子宏块类型
(五) 宏块量化参数、宏块量化参数增量
(六) CBP值
(七) 加权预测参数
(八) 宏块参考索引
(九) 宏块前向运动矢量、宏块后向运动矢量 (十)帧内亮度预测模式、帧内色度预测模式 (十一)预测模式标志
步骤2所述的检测AVS视频基本流的头部信息以及具体的宏块信息是否符合AVS标 准所规定的句法和语法要求，即对AVS视频编码器所产生基本码流进行标准符合性检测， 检测其语法和语义是否符合国家标准GB/T 20090. 2-2006《信息技术先进音视频编码第2 部分视频》所规定的要求。
步骤3所述的显示是按照AVS标准中语法结构的顺序，以树形结构的方式显示序列 头、图像头和条带头等头部信息，以及宏块信息中的重要参数，如果码流中存在错误信 息，则把错误信息在主界面上显示出来。歩骤3还包括判断是否解码完一帧图像，如果没有解码完则返回歩骤2继续进行解 码，如果解码完一帧图像，则在主界面上显示解码图像，并根据用户的选择在解码图像 上叠加宏块划分模式、宏块类型以及运动矢量信息，以不同颜色和线条进行标示，对解 码图像进行显示比例的调整，选择是显示完整的YUV信息，还是只显示亮度信息；同时
对缓冲区BUFFER进行分析，判断其是否存在上溢和下溢现象，并显示分析结果。
歩骤4还包括判断码流是否结束，如果没有检测到结束标志，则返回步骤2继续对 码流进行解码分析。
歩骤4还包括以文本的形式将码流的分析信息和错误信息保存本到计算机硬盘中。 本发明的AVS视频基本码流分析方法，集视频解码、分析与显示功能为一体，可实 现对AVS视频基本码流进行正确解码和同歩显示、对AVS视频基本流的头信息和具体宏 块信息进行提取和显示、对缓冲区Buffer进行分析和图形化显示、对码流进行AVS标准 一致性检测，并给出错误报告和分析报告的^;能；同时又具备对AVS的传输流进行解复 用提取出视频基本码流的功能。
图l是码流分析框架图2是码流分析流程图3是分析仪的主界面效果图4是宏块信息窗口效果图5是序列信息窗口效果图6是语法结构信息效果图7是分析信息的叠加显示效果图8是BBV缓冲区分析效果图9是分析报告显示效果图io是错误报告显示效果图。
具体实施例方式
下面结合实施例和附图对本发明的AVS视频基本码流分析方法做出详细说明。 本发明的AVS视频基本码流分析方法是选取两个待分析的AVS码流，分别为test, ts 和test.avs。在具有本发明的AVS视频基本码流分析方法的计算机上进行分析，对于码 流test.ts属于传输流，在进行分析时首先需要从该TS流中抽取出视频基本流 test.avs,才能进行下一步的分析。对于码流test.avs,它属于视频基本流，直接进行 下一步的分析即可。
对于视频基本流test, avs，本AVS视频基本码流分析方法在解码的同时提取出码流 中的重要参数信息，并输出到显示器上进行显示。同时根据AVS标准所规定的句法和语
6法要求对码流进行AVS标准符合性测试，如果码流存在错误，则把错误信息、在显示器上 显示出来。当解码完一帧图像时，实时地对解码图像进行显示，并根据使用、者的选择在 解码图像上叠加宏块划分模式、宏块类型以及运动矢量等信息，以不同颜色和线条进行 标示，对解码图像可进行显示比例的调整，并且可选择是显示完整的YUV信息，还是只 显示亮度信息。
如图l、图2所示，本发明的AVS视频基本码流分析方法，包括有如下步骤
1) 把从硬盘读取或者从数字电视设备输出的待分析的AVS码流输入到计算机，并对 其进行判断，如果为传输流(TS流)，则对该传输流TS进行解复用抽取出视频基本码流
(ES流)；
2) 对AVS视频基本流的头部信息以及具体的宏块信息进行解析和分析，对视频缓冲 区(BUFFER)进行上溢和下溢分析，检测其语法和语义是否符合国家标准GB/T 20090.2-2006《信息技术先进音视频编码第2部分视频》所规定的要求。所述的头部 信息包括有序列头、图像头和条带头。
所述的对AVS视频基本流的头部信息以及具体的宏块信息进行解析和分析包括
(1) 头信息
(i) 编码标准
(ii) 视频图像大小QCIF (176X144) / CIF (352X288) / 4CIF (704X576) /ITU—601 (720X576) / 720P (1280X720) / 1080i (1920X1080) / 1080p (1920X1080)
(iii) 档次(目前AVS视频标准仅有"基准档次(Jizhun profile)")
(iv) 级别(标准AVS视频的基准档次支持4个级别4.0/4.2/6.0/6.2)
(v) 总的编码帧数
(vi) 当前解码和显示的帧号 (vji)该帧包含的条带数目 (viii)帧类型
(2) 宏块信息
(i) 所在帧号
(ii) 条带号
(iii) 宏块号、宏块类型、宏块所在行列位置(2*0表示第3行第1列)
(iv) 子宏块类型(分别为4个8X8块的子宏块类型)
(v) 宏块量化参数、宏块量化参数增量
(vi) CBP值(左边为十进制数，括号里6位从左到右分别代表2个色度块和4 个亮度块是否有残差值，l代表有)
(vii) 加权预测参数
(vii) 宏块参考索引(仅PB块)
(viii) 宏块前向运动矢量(仅PB块)、宏块后向运动矢量(仅PB块)
7(ix) 帧内亮度预测模式(仅I块)、帧内色度预测模式(仅I块)
(x) 预测模式标志(仅I块)
3) 以列表和树形结构的形式在显示器上实时地显示码流的分析信息，所述的显示码 流的分析信息包括有，AVS视频基本码流序列头、图像头、条带头以及具体宏块的信息; 所述的显示是按照AVS标准中语法结构的顺序，以树形结构的方式显示序列头、图像头 和条带头等头部信息，以及宏块信息中的重要参数，例如序列头中的PROFILE_ID， LEVEL一ID和LOW一DELAY等信息。如果码流中存在错误信息，则把错误信息显示在主界面 上显示出来。并且实时显示解码得到的视频图像，把分析得到的宏块划分模式、宏块类 型以及运动矢量信息叠加到解码视频图像上，以不同颜色和线条进行标识；对解码缓冲 区进行上溢和下溢分析，并动态显示视频缓冲区(BUFFER)的分析结果，把分析得到的 分析报告以及错误报告以文本的形式存储在计算机的硬盘中；
还包括判断是否解码完一帧图像，如果没有解码完则返回步骤2继续进行解码，如 果解码完一帧图像，则在主界面上显示解码图像，并根据用户的选择在解码图像上叠加 宏块划分模式、宏块类型以及运动矢量信息，以木同颜色和线条进行标示，对解码图像 进行显示比例的调整，选择是显示完整的YUV信息，还是只显示亮度信息；同时对缓冲 区BUFFER进行分析，判断其是否存在上溢和下溢现象，并显示分析结果。
4) 分析结束后，査看相应的分析报告和错误报告。
还包括判断码流是否结束，如果没有检测到结束标志，则返回步骤2继续对码流进 行解码分析，以及以文本的形式将码流的分析信息和错误信息保存本到计算机硬盘中。
下面给出了使用本发明的AVS视频基本码流分析方法的分析仪的显示效果图。
如图3所示，分析仪的主界面，其中界面的左边显示的是该码流的序列参数、头信息 以及当前帧图像的图像头、条带以及宏块信息，右边为解码图像的实时显示，下边显示 的是错误信息。 ，
如图4所示，宏块信息窗口显示可显示当前帧号、帧类型，条带号，宏块号、宏块类 型、宏块所在行列位置以及宏块量化参'数、宏块量化参数增量等参数；
如图5所示，序列信息窗口显示列出了整个码流的基本信息，包括编码标准，视频图 像大小，档次，级别和编码帧数等；
如图6所示，为语法结构信息显示窗口，按照标准中语法结构的顺序，将每一个重要 参数提取显示出来，便于进行参数査找。
如图7所示，给出了在解码图像上叠加宏块划分模式、宏块类型以及运动矢量信息的 图像。
如图8所示，该分析仪同时还可对视频编码中的虚拟缓冲区进行分析，并且以可视化 的图形形式来显示分析结果，用户可直观的读出BBV的占用情况，监测码流中虚拟缓冲区 的溢出情况。
如图9所示，该分析仪在进行分析的同时，在和输入码流相同的文件夹内自动生成分析报告test—analyse, txt和错误报告test—error, txt。在分析结束后，用户可以在该目 录中打开相应文件，也可以通过点击主界面上的按钮打开文件。分析报告跟踪记录码流 的序列头信息、图像头信息以及宏块的一些重要参数信息(如量化参数QP)。如图10所示，错误报告实时显示码流中的错误信息，并以文本的形式保留下来。
权利要求
1.一种AVS视频基本码流分析方法，其特征在于，包括有如下步骤1)把从硬盘读取或者从数字电视设备输出的待分析的AVS码流输入到计算机，并对其进行判断，如果为传输流，则对该传输流进行解复用抽取出视频基本码流；2)对AVS视频基本流的头部信息以及具体的宏块信息进行解析和分析，对视频缓冲区进行上溢和下溢分析，检测其是否符合AVS标准所规定的句法和语法要求；3)以列表和树形结构的形式在显示器上实时地显示码流的分析信息；并且实时显示解码得到的视频图像，把分析得到的宏块划分模式、宏块类型以及运动矢量信息叠加到解码视频图像上，以不同颜色和线条进行标识；对视频缓冲区的分析结果动态进行显示，把分析得到的分析报告以及错误报告以文本的形式存储在计算机的硬盘中；4)分析结束后，查看相应的分析报告和错误报告。
2. 根据权利要求1所述的AVS视频基本码流分析方法，其特征在于，所述的头部信 息包括有序列头、图像头和条带头。
3. 根据权利要求1所述的AVS视频基本码流分析方法，其特征在于，所述的显示的 码流分析信息包括有，AVS视频基本码流序列头、图像头、条带头以及具体宏块的信息。
4. 根据权利要求1所述的AVS视频基本码流分析方法，其特征在于，步骤2所述的 对AVS视频基本流的头部信息以及具体的宏块信息进行解析和分析包括(1) 头信息(一) 编码标准(二) 视频图像大小QCIF/ CIF/ 4CIF/ITU—601/ 720P/1080i/ 1080p(三) 档次(四) 级别(五) 总的编码帧数(六) 当前解码和显示的帧号(七) 该帧包含的条带数目(八) 帧类型(2) 宏块信息(一) 所在帧号、(二) 条带号(三) 宏块号、宏块类型、宏块所在行列位置(四) 子宏块类型'(五) 宏块量化参数、宏块量化参数增量(六) CBP值(七) 加权预测参数(八) 宏块参考索引(九)宏块前向运动矢量、宏块后向运动矢量 (十)帧内亮度预测模式、帧内色度预测模式 (十一)预测模式标志
5. 根据权利要求1所述的AVS视频基本码流分析方法，其特征在于，步骤2所述的 检测AVS视频基本流的头部信息以及具体的宏块信息是否符合AVS标准所规定的句法和 语法要求，即对AVS视频编码器所产生基本码流进行标准符合性检测，检测其语法和语 义是否符合国家标准GB/T 20090. 2-2006《信息技术先进音视频编码第2部分视频》所 规定的要求。
6. 根据权利要求1所述的AVS视频基本码流分析方法，其特征在于，步骤3所述的 显示是按照AVS标准中语法结构的顺序，以树形结构的方式显示序列头、图像头和条带 头等头部信息，以及宏块信息中的重要参数，如果码流中存在错误信息，则把错误信息 在主界面上显示出来。
7. 根据权利要求1所述的AVS视频基本码流分析方法，其特征在于，步骤3还包括 判断是否解码完一帧图像，如果没有解码完则返回步骤2继续进行解码，如果解码完一 帧图像，则在主界面上显示解码图像，并根据用户的选择在解码图像上叠加宏块划分模 式、宏块类型以及运动矢量信息，以不同颜色和线条进行标示，对解码图像进行显示比 例的调整，选择是显示完整的YUV信息，还是只显示亮度信息；同时对缓冲区BUFFER进 行分析，判断其是否存在上溢和下溢现象，并显示分析结果。
8. 根据权利要求1所述的AVS视频基本码流分析方法，其特征在于，步骤4还包括 判断码流是否结束，如果没有检测到结束标志，则返回步骤2继续对码流进行解码分析。
9. 根据权利要求1所述的AVS视频基本码流分析方法，其特征在于，步骤4还包括 以文本的形式将码流的分析信息和错误信息保存本到计算机硬盘中。
全文摘要
一种AVS视频基本码流分析方法，有如下步骤把待分析的AVS码流输入到计算机，进行判断，如果为传输流，对该传输流进行解复用抽取出视频基本码流；对AVS视频基本流的头部信息以及具体的宏块信息进行解析和分析，对视频缓冲区进行上溢和下溢分析，检测是否符合AVS标准句法和语法；以列表和树形结构形式实时地显示码流的分析信息；实时显示视频图像，把分析得到的宏块划分模式、宏块类型以及运动矢量信息叠加到解码视频图像上，以不同颜色和线条进行标识；对视频缓冲区的分析结果动态进行显示，存储分析得到的分析报告以及错误报告；分析结束查看相应的分析报告和错误报告。本发明可实现对具备对AVS的传输流进行解复用提取出视频基本码流的功能。
文档编号H04N17/00GK101662697SQ20091006980
公开日2010年3月3日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者刘义明, 张淑芳, 华 李 申请人:天津大学