flvAnalyser --- AVS系列视频标准ES分析使用指南

摘要

(附注：过往版本已支持AVS2/AVS3，这次新加 AVS1/AVS+ 的ES解析是工具的增强补充)

本文主要介绍 flvAnalyser 新支持 AVS1(Jizhun-P2)/AVS+(GuangDian-P16) ES分析使用方法，并提供了图示说明。

注释：本文是 flvAnalyser --- 支持AVS2 ES数据解析和解码预览 补充。

现将 flvAnalyser 新版本(v0.2.1.002)发布给网友使用。使用过程中，若遇到问题请您通过 Github官方地址 https://github.com/zymill/flvAnalyser 提issue，如果紧急也可以通过邮箱 [email protected] 反馈！

工具概述

flvAnalyser是一款专业 FLV 和 视频 ES 数据分析工具，定位于

1）音视频开发和测试人员：和视频直播，视频编解码有关开发、调试、测试辅助；

2）和FLV、MPEG-TS相关业务系统的运维人员：如数字电视、OTT、互联网流媒体等领域，协助用户跟踪和分析查错和定位FLV、视频ES、TS数据等问题。

关于它的完整介绍，作者写过综述，有兴趣的可以访问如下地址：

知乎：flvAnalyser v0.2.1.002版本发布

腾讯云：TS流分析专栏 https://cloud.tencent.com/developer/column/105278

一、AVS系列视频编码标准介绍

这里简单介绍下国家 AVS 系列视频编码标准的演进史：AVS工作组成立于2002年，其标准制定遵循清晰的演进路线，每一代均与国际主流标准形成对标关系，并在特定领域实现超越。

发展时间线与核心对标关系：

AVS1 (2006) —— 对标 MPEG-2 (H.262)
     ↓
AVS+ (2013) —— 对标 H.264/AVC (Main Profile)
     ↓
AVS2 (2016) —— 对标并部分超越 H.265/HEVC
     ↓
AVS3 (2019-) —— 对标并领先于 H.266/VVC (面向8K)

如果读者对AVS标准的了解甚少，可以进一步阅读附录一的详细介绍。

2. AVS1/AVS+样例介绍

下面是以一个AVS+分析样例，图示给读者。

2.1. 视频格式信息

2.2. Nal Unit列表

双击可以分析每个Nal Unit的语法信息

2.3. Picture图像列表

双击后呈现每幅图像的Nalu列表详细信息

2.4 GOP列表

2.5 场编码说明

3. AVS2/AVS3的案例（历史版本支持）

3.1 AVS2

图示1

图示2

图示3

图示4

图示5

3.2 AVS3

完善和补充说明

如果使用过程中遇到问题，欢迎联系笔者([email protected])。

软件下载

方式一

Github地址 https://github.com/zymill/

方式二

百度盘下载地址 https://pan.baidu.com/s/1AyocRPTT89zmxLnagfJbIg?pwd=nt6q

附录一：AVS系列视频编码标准介绍

1.摘要

AVS（Audio Video coding Standard）是中国自主制定的音视频编解码技术标准体系。AVS工作组成立于2002年，其标准制定遵循清晰的演进路线，每一代均与国际主流标准形成对标关系，并在特定领域实现超越。

发展时间线与核心对标关系：

AVS1 (2006) —— 对标 MPEG-2 (H.262)
     ↓
AVS+ (2013) —— 对标 H.264/AVC (Main Profile)
     ↓
AVS2 (2016) —— 对标并部分超越 H.265/HEVC
     ↓
AVS3 (2019-) —— 对标并领先于 H.266/VVC (面向8K)

核心演进驱动力：

1. 应用需求升级：标清广播 → 高清广播 → 4K超高清 → 8K超高清/沉浸式视频。
2. 编码效率跃迁：每一代标准在同等主观画质下，码率相比上一代降低约50%。
3. 产业自主可控：建立公平、透明的专利池，打破国外专利垄断，支撑国内产业链安全发展。

2.各代标准特征

2.1 AVS1 (GB/T 20090.2-2006) - 奠基者

• 定位：第一代国家标准，旨在替代国际上的MPEG-2标准。
• 目标应用：标清数字电视广播、激光视盘、IPTV等。
• 核心技术框架：
  • 基于宏块：采用16×16像素的宏块作为基本处理单元。
  • 帧类型：仅支持I帧（帧内编码）和P帧（前向帧间预测）。
  • 变换与量化：采用8×8整数离散余弦变换。
  • 熵编码：采用指数哥伦布码。
• 编码效率：在同等主观质量下，码率约为MPEG-2的50%-70%，即效率提高30%-50%。
• 产业意义：实现了国产视频编码标准“从0到1”的突破，在卫星、有线电视等领域成功应用，验证了自主标准路径的可行性。

2.2 AVS+ (GB/T 20090.2-2013) - 广播增强者

• 定位：AVS1的增强和扩展版本，非全新一代标准，为满足高清电视广播需求而生。
• 目标应用：高清地面、有线及卫星电视广播。
• 核心技术增强（相对于AVS1）：
  • 引入B帧：新增双向预测帧，能利用前后帧信息，大幅提升运动序列编码效率。
  • 增强熵编码：采用上下文自适应二进制算术编码，压缩效率显著高于指数哥伦布码。
  • 精细块划分：支持更多宏块划分模式（16×8， 8×16， 8×8），提升运动估计精度。
  • 更多参考帧：增加帧间预测参考帧数量。
• 编码效率：在广播应用场景下，编码效率约为AVS1的2倍，与H.264的Main Profile级别相当。
• 产业意义：成为中国高清电视广播（如央视高清频道）的强制性标准，有力支撑了中国电视产业从标清向高清的全面升级，是产业应用最成功的一代标准之一。

2.3 AVS2 (GB/T 33475.2-2016) - 超高清与智能视觉开拓者

• 定位：第二代全新基础标准，面向超高清和智慧视觉应用。
• 目标应用：4K超高清电视、智能安防监控、流媒体服务。
• 革命性技术突破：
  • 灵活块结构：采用类似HEVC的四叉树嵌套多类型树划分，支持从64×64到4×4的灵活分块，完美贴合图像内容。
  • 先进预测技术：
    • 帧内：支持33种角度预测模式。
    • 帧间：引入仿射运动补偿（描述旋转、缩放）、自适应运动矢量预测、高级时域运动矢量预测。
  • 场景视频编码（特色技术）：针对监控等静态背景、动态前景场景，首创背景帧建模与前景对象编码技术，可将背景作为长期参考帧，极大提升监控视频编码效率。
  • 增强环路滤波：采用采样点自适应偏移技术，减少振铃效应，提升主观画质。
• 编码效率：在通用视频上，效率约为AVS+的2倍以上，与H.265/HEVC相当；在监控场景下，效率显著超越HEVC。
• 产业意义：确立了在超高清和安防监控领域的领先地位。已成为中国安防监控（如“雪亮工程”）事实上的主流标准，并在央视4K超高清频道试验播出，是技术从“追赶”到“并跑乃至部分领跑”的标志。

2.4 AVS3 (2019首发，持续演进) - 8K时代引领者

• 定位：第三代标准，全球首个面向8K超高清应用的编码标准。
• 目标应用：8K超高清广播/流媒体、虚拟现实、高动态范围视频。
• 前沿核心技术：
  • 扩展块划分：在AVS2四叉树基础上，增加扩展四叉树划分，支持更大（如128×128）和更不对称的划分。
  • 更精细的预测工具：
    • 帧内预测：增加65种角度模式，引入跨分量线性模型预测。
    • 帧间预测：引入自适应运动矢量精度、双向光流优化等工具，运动描述更精准。
  • 变换优化：支持更大尺寸的变换（如64×64），并引入低频不可分变换，提升纹理区域编码效率。
  • 熵编码：采用多模型概率更新的二进制算术编码，适应性更强。
• 编码效率：相比AVS2，在8K等超高清内容上可再节省约30% 的码率，综合性能已超越H.265/HEVC，与新一代国际标准H.266/VVC处于同一竞争梯队，且在特定序列上表现优异。
• 产业意义：实现了技术上的“领跑”。已于2021年率先应用于中央广播电视总台8K超高清频道开播和2022年北京冬奥会8K直播，标志着中国在超高清视频产业的核心编解码环节已占据全球领先地位。

3.对比总览

AVS系列标准的发展史，是一部中国音视频产业从技术追赶到创新引领的缩影。

• AVS1 完成了历史性替代，证明了自主制定标准的可行性。
• AVS+ 实现了规模化应用，成功支撑了中国电视产业的高清化转型。
• AVS2 达到了技术性并跑，并在安防这一关键领域确立了全球优势。
• AVS3 取得了时代性领跑，在8K超高清赛道上赢得了先发优势。

参考链接

1. 知乎：flvAnalyser v0.2.1.002版本发布
2. 知乎：hysAnalyser v1.2.009版本发布
3. 腾讯云：TS流分析专栏
4. flvAnalyser综述 https://cloud.tencent.com/developer/article/2344723
5. hysAnalyser综述 https://cloud.tencent.com/developer/article/2517652
6. hysAnalyser从MPEG-TS导出ES功能说明
7. hysAnalyser特色的TS流编辑、剪辑和转存MP4功能说明