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H.264/AVC视频编解码技术详解

H.264/AVC视频编解码技术详解
共130节 81975人在学 课程详情
课程目录
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  • 视频信息与压缩编码

    • 人与世界的交互、视频信息的意义
    • 视频信号的表示方法
    • 视频压缩编码
  • 主流视频编码标准的技术发展

    • 主流视频编码标准的发展
    • H.261编码标准
    • H.263、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4编码标准
  • H.264/AVC编码标准

    • H.264/AVC的背景与基本概念
    • H.264视频编码整体架构
    • H.264所采用的编码工具
  • 常见H.264视频编解码器(X264和JM)及参考软件JM的下载与编解码

    • H.264编码器JM与X264
    • 使用JM编解码器进行H.264的编码和解码
  • H.264码流结构

    • H.264的码流封装格式:流格式与包格式
    • 实践:从码流中读取NAL Unit的方法
    • 实践:读取并保存码流中的NAL Unit数据
  • NAL Unit解析

    • NAL Unit 结构分析
    • H.264码流分析器SimpleH264Analyzer工程创建
    • SimpleH264Analyzer解析码流为NAL Unit
    • SimpleH264Analyzer中实现对NAL Unit分析
  • 熵编码算法(1)——基础知识

    • 熵编码的基本概念
    • 哈夫曼编码的原理
    • 实现哈夫曼编码
  • 熵编码算法(2)——H.264标准中的熵编码、指数哥伦布编码

    • H.264中定义的符号解析方法与支持的熵编码算法
    • 指数哥伦布编码的原理和分类
    • 实现指数哥伦布编码
  • H.264的序列参数集Sequence Paramater Set(SPS)

    • H.264的序列参数集SPS结构
    • SimpleH264Analyzer优化、添加Log机制
    • 设计SPS类的结构
    • 在SimpleH264Analyzer整合定长编码、指数哥伦布编码解析算法
    • 实现SPS语法元素的解析和保存
  • H.264的图像参数集Picture Paramater Set(PPS)

    • H.264的图像参数集PPS结构
    • 设计PPS类的结构
    • 实现PPS语法元素的解析和保存
  • H.264的Slice层解析

    • H.264中Slice的概念
    • H.264中Slice的结构
    • 定义I_Slice和SliceHeader结构
    • 解析IDR帧的SliceHeader结构
  • H.264的宏块Macroblock级解析

    • H.264视频中Slice Data结构
    • H.264视频帧的分割与宏块结构
    • H.264的帧内预测宏块的数据结构定义
    • 解析H.264码流的帧内宏块语法元素
  • 熵编码算法(3)——上下文自适应的变长编码CAVLC

    • CAVLC的基本概念与算法
    • CAVLC编码一个系数矩阵(1)
    • CAVLC编码一个系数矩阵(2)
    • CAVLC语法元素解析:数据结构定义
    • CAVLC宏块分割与H.264宏块的邻块可用性
    • 实现开始CAVLC解码一个宏块的准备工作
    • 计算获取CAVLC解码的上下文信息的方法
    • 解析H.264宏块中的block残差的numCoeff和trailingOnes
    • 读取拖尾系数的符号
    • 读取非零系数Level值
    • 读取解析零系数总个数totalZeros
    • 读取零系数游程长度runBefore
    • 解析H.264宏块中的宏块残差语法元素
  • 变换和量化编码(1):矩阵的正交变换原理

    • 矩阵的运算与变换
    • 正交矩阵与矩阵的正交变换
    • 离散余弦变换
  • 变换和量化编码(2):H.264的整数变换方法

    • 从Residual语法元素重建变换系数矩阵(1)
    • 从Residual语法元素重建变换系数矩阵(2)
    • H.264的整数变换方法
    • H.264的量化与反量化
    • 解码预测残差变换系数的反量化
    • 残差系数矩阵的反变换
  • 帧内预测编码(1):帧内预测编码的基本原理

    • 帧内编码的意义与作用
    • 早期视频编码标准的帧内编码
    • 预测编码
    • H.264的帧内预测模式
  • 帧内预测编码(2):H.264帧内编码的方法与实现

    • H.264的帧内预测语法元素的表示方法
    • 帧内预测解码的主要流程
    • 推导子像素块的帧内预测模式
    • 解码宏块、获取子块的预测块
    • 由子块索引推导子块相对宏块的位置
    • 获取相邻块的位置和有效性
    • 导出当前块的预测模式(上)
    • 导出当前块的预测模式(下)
    • 获取帧内预测参考像素(1):方法
    • 获取帧内预测参考像素(2):实现
    • 由参考数据生成预测像素块(上)
    • 由参考数据生成预测像素块(下)
    • 通过预测块与残差数据重建解码像素块
  • 熵编码算法(4)——算术编码的原理与实现方法

    • 算术编码的基本概念
    • 算术编码的基本流程
    • 算术编码器实例的声明
    • 实现一个基本的算术编码器内核
    • 单步调试研究算术编码器内部工作原理与细节(上)
    • 单步调试研究算术编码器内部工作原理与细节(下)
    • 揭秘区间运算与算术编码实现之间的联系
    • 算术编码最广泛的应用场景之一——H.264 Main Profile
  • 熵编码算法(5)——H.264的CABAC(上):语法元素的二值化方法

    • H.264的CABAC基本概念
    • CABAC编码器的初始化
    • 常用语法元素二值化方法
    • 特定语法元素的二值化
  • H.264的去块滤波器

    • 视频编码块效应与去块滤波基本原理
    • 去块滤波的执行过程
    • 块/宏块边沿的滤波方法
    • 去块滤波的实现案例(1):框架结构
    • 去块滤波的实现案例(2):计算滤波强度
    • 去块滤波的实现案例(3):获取参考像素信息
    • 去块滤波的实现案例(4):获取参考像素信息(续)
    • 去块滤波的实现案例(5):滤波边界像素1-数据准备
    • 去块滤波的实现案例(6):滤波边界像素2-判断条件
    • 去块滤波的实现案例(7):滤波边界像素
    • 去块滤波的实现案例(8):水平边沿像素滤波
  • 熵编码算法(6)——H.264的CABAC(中):CABAC的上下文环境

    • CABAC的编解码上下文
    • 上下文模型索的初始化与更新
    • CABAC编解码上下文的导出
  • 熵编码算法(7)——H.264的CABAC(下):语法元素的CABAC解析

    • CABAC解码总流程
    • CABAC算术编码的解码(解析)过程
    • CABAC解码归一化过程
    • CABAC的bypass和终止符解析方法
    • CABAC在JM8.6中的实现——初始化方法
    • CABAC在JM8.6中的实现——宏块类型的解析方法
    • CABAC在JM8.6中的实现——DecodeDecision和DecodeTerminate的实现
  • 帧间预测编码(1):帧间预测编码的基本原理

    • 视频信息的时间冗余与物体的运动表示
    • 块结构的运动估计和运动补偿
    • 运动矢量
    • 运动矢量预测的计算方法
    • 亚像素差值
    • 运动搜索快速算法
  • 帧间预测编码(2):参考帧与图像管理

    • 基本概念
    • 解码顺序与显示顺序
    • 图像管理-计算图像索引
    • 标记参考帧-滑动窗口法标记参考帧
    • 标记参考帧-自适应内存控制法标记参考帧
  • 帧间预测编码(3):参考帧列表

    • 参考帧列表
    • 参考帧列表的初始化
    • 参考帧列表修改过程
  • 帧间预测编码(4):宏块的帧间解码

    • 帧间预测宏块类型
    • 帧间编码宏块的格式
    • Skip模式和Direct预测
  • 总结

    • 总结
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    馈,我们将及时处理!

    课时介绍

    大家好,从今天开始,我们将开始研究一个新的课题。在这一系列视频中,我们将研究目前使用最广泛的视频压缩编码标准H264的原理和实现过程。几乎所有互联网视频和大部分高清数字电视广播都采用H264作为视频信号压缩编码技术。了解H264视频编码技术对于从事相关视频或流媒体开发工作非常重要。此外,它还为我们理解后来的新视频编码技术,如H265,打下了良好的基础。整个系列视频教程主要分为两个部分。首先,在第一部分中,我们将详细介绍H264的基本概念,包括概述H264的技术背景、解析H264的压缩算法、高层语法解析、NL单元解析、各个语法元素的解析以及如何从语法元素重建解码图像。第二部分将涵盖官方参考代码GM的基本结构和实现方式。我们还将在另一个视频中详细讨论X264编码器的基本原理和开发。整个系列课程将作为一种技术基础和积累,使我们在学习X264时更加自信和从容。在本集中,我们主要探讨视频信息和压缩编码。人类通过感官获取外界信息来适应环境,并记录所看到的内容。记录影像的原始图画逐渐分为图像和文字两条路径,发展为近代的图片、视频、文字和声音,其中视频是目前最高效的信息记录方式。视频通过每一帧图像和音频传递大量信息,包括图像运动和场景变化,为人提供最为直接和直观的信息表示方式,也是唯一一种能让人有身临其境感觉的信息记录方式。

    课程介绍

    H.264/AVC是目前业界应用为广泛的视频压缩编码标准,包含了先进而且较为成熟的视频编码技术。本课程将从原理、标准和实现等多个角度,详细讲述了H.264/AVC视频编码标准的整体架构与技术细节,不但讲解了H.264/AVC标准协议文档中的内容,还通过实际的H.264码流分析/解码程序的开发来帮助观众更深入地理解H.264编码标准的原理。
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